現像装置、撹拌搬送供給部材、現像剤担持体、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
【課題】トナー補給部から補給されたトナーが現像剤面を上滑りして未帯電のまま現像ローラ側の攪拌搬送供給部に搬送されるのを防止する。
【解決手段】回転自在な現像スリーブ及び該現像スリーブ内部に固定配置した磁界発生手段としての固定磁石群からなる現像剤担持体１６と、前記現像スリーブ表面上の現像剤量を規制する現像剤規制部材１７と、前記現像スリーブと平行に配置されかつ前記現像剤を前記現像スリーブへと搬送する第１搬送手段１８及び第２搬送手段１９と、を備えた現像装置において、前記第１及び第２搬送手段１８、１９のいずれか一方の内部に、前記現像剤の回転方向に磁気的搬送力を有している磁気部材１９ａを配置している現像装置。
【解決手段】回転自在な現像スリーブ及び該現像スリーブ内部に固定配置した磁界発生手段としての固定磁石群からなる現像剤担持体１６と、前記現像スリーブ表面上の現像剤量を規制する現像剤規制部材１７と、前記現像スリーブと平行に配置されかつ前記現像剤を前記現像スリーブへと搬送する第１搬送手段１８及び第２搬送手段１９と、を備えた現像装置において、前記第１及び第２搬送手段１８、１９のいずれか一方の内部に、前記現像剤の回転方向に磁気的搬送力を有している磁気部材１９ａを配置している現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上の静電潜像を現像してトナー像化する現像装置、この現像装置に用いられる撹拌搬送供給部材及び現像剤担持体、現像装置を含むプロセスカートリッジ及びこのプロセスカートリッジを搭載する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置に用いる現像装置において、該現像装置内に補給されたトナーの一部は現像剤とうまく攪拌されずに飛散、浮遊あるいは現像剤面を上滑りして移動する。このようなトナーが、現像ローラに搬送されて感光体と対向した現像領域へ搬送されると、最終的に得られる形成画像中に、非画像部の地汚れ、濃度ムラ、トナー飛散を生じる。かかる不都合を回避するために幾つかの技術が知られている（例えば、特許文献１乃至６参照）。
従来、複写機、ファックス、プリンタ等の画像形成装置において、像担持体上に形成された潜像を顕像化するために現像剤としてトナーとキャリアとからなる二成分現像剤（以下、現像剤という）を用いた二成分現像装置が採用されたものがある。
回転する現像スリーブとその内部に磁界発生手段を備えた現像剤担持体と現像剤担持体に供給する現像剤を収容する現像剤収容部とを有し、現像剤収容部に現像剤を攪拌、搬送する２つの現像剤攪拌搬送供給部材を備えた二成分現像装置では磁界発生手段により現像剤収容部から現像剤を汲み上げ、潜像担持体との対向部である現像領域に現像剤を担持搬送する。
また、現像剤収容部では平行に配置された２つの現像剤攪拌搬送部材が互いに逆方向に現像剤を搬送することにより、現像剤収容部内で現像剤を循環させ、攪拌することにより現像剤担持体上でのトナー帯電量及びトナー濃度を均一にしている。
【０００３】
近年は省スペース化、カラー画像形成装置の４連タンデム化により現像装置の小型化が望まれる。また、一般に現像装置では現像領域を通過した現像剤、すなわち、現像後の現像剤はトナーが画像形成に使用されトナー濃度が低下している。このことから、この現像剤を現像剤担持体の回転可能な現像スリーブの外周面から一端離脱させ、現像剤攪拌搬送供給部材で搬送される新たな現像剤を現像スリーブの外周面に供給するという、現像剤の入れ替えを行なう必要がある。
しかし、近年の現像装置の小型化が益々進んできており、現像剤担持体や２つの現像剤攪拌搬送供給部材など各部材の配置も困難になってきている。例えば、現像剤担持体と現像剤攪拌搬送供給部材の配置レイアウトも近接しており、現像後の現像スリーブから離脱させるべき現像剤と現像剤攪拌搬送供給部材から供給される現像剤とを充分に離間させることが困難になる。
これにより、現像剤の入れ替えが不十分となり、現像スリーブから離脱させた現像剤を攪拌しないまま、直ぐに使用してしまうという問題点がある。現像スリーブから離脱させた現像剤を攪拌しないまますぐに使用してしまうと、トナー濃度の低下、ムラが発生し、その結果画像濃度低下、濃度ムラが発生する。
現像スリーブ上の現像剤を良好に入れ替えるには、現像領域通過後の現像スリーブ表面上から離脱させた現像剤を確実に第１攪拌搬送供給部材の第２攪拌搬送供給部材側へ回収することが重要である。
従来は現像スリーブ上の現像剤を現像剤収容部に回収する方法として、一般に、現像剤担持体の内部に固定された磁界発生手段の互いに隣り合う同極の磁極によって形成される反発磁界により現像スリーブの外周面からの現像剤を離脱させる方法が用いられる。
【０００４】
特許文献１には、現像領域通過後の現像剤担持体上の現像剤と現像剤攪拌搬送部材から現像剤担持体へ汲み上げる現像剤を確実に分離することにより、画像濃度低下、濃度ムラを防止することができ、かつ低コストの現像装置と、これを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置が開示されている。
特許文献１の開示の特徴は、現像スリーブの回転軸方向に渡って、その設置箇所における現像スリーブの回転方向上流側の空間と下流側の空間とを仕切る非磁性の仕切り部材を、一方の先端を現像剤収容容器に向けて、またもう一方の先端をマグネットローラの互いに隣り合う同極の磁極によって形成される反発磁界領域である現像剤離脱部に向けて設ける。
特許文献２には、２成分現像装置において、現像剤攪拌搬送部材の振れやピッチに起因したムラのない現像を行うために、スリーブ回転方向に関して磁界発生手段のうち現像剤汲み上げ極より下流で、現像剤汲み上げ極の下流に隣接した磁極よりも上流の領域をスリーブの半径方向にスリーブ表面よりも外側に延長した範囲で、かつ、スクリュに攪拌される二成分現像剤の上面最下位置よりもスリーブ表面から離れたところに、スリーブに対向する面が非着磁面である汲み上げ補助磁界発生手段を設けることが開示されている。
【０００５】
特許文献３には、現像剤容器内に補給されたトナーをほぐし、トナーと現像剤を十分混合させ、トナーがキャリアと効率よく接触できるようにすることで部分的な転写抜け、画像上の白地かぶり、トナーの機内飛散のない現像装置及びこの現像装置を備える画像形成装置が開示されている。
特許文献４には、下部側に位置する第２の攪拌搬送手段から上部側に位置する第１の攪拌搬送手段への現像剤の搬送を良好に行って、現像剤の溜まりを少なくできるようした現像装置が開示されている。
特許文献４によれば、現像剤供給手段あるいは第２の攪拌搬送手段に、第２の攪拌搬送手段によって搬送されてくる現像剤を磁石の磁力により上方へ搬送して第１の攪拌搬送手段に送る搬送部を設けたから、第２の攪拌搬送手段から第１の攪拌搬送手段への現像剤の搬送部位で現像剤が溜まることがない。
特許文献５には、外部から補給されたトナーを受け入れる第１の現像剤攪拌部の少なくとも一部に、発生させる磁束密度を可変とする磁界発生手段を有する現像装置が開示されている。
【０００６】
近年、複写機やプリンタ等の電子写真技術を用いた画像形成装置の小型化やパーソナル化の要求に伴って、現像装置の小型化が図られている。また、こうした要求に伴って、トナーが無くなった時点で、現像装置ごと交換する使い捨てタイプの現像装置が開発されている。
さらに、かかる現像装置の他に、原稿画像の静電潜像が形成される潜像担持体（感光体）、及び感光体上に残留したトナーを除去するクリーニング部等が一体化された、いわゆるプロセスカートリッジも一般に広く用いられるようになってきている。
しかしながら、このような小型化された現像装置においては、トナーと磁性キャリアとからなる現像剤の収容量が少なくなる。また、現像剤撹拌部の省スペース化も余儀なくされるため、補給されたトナーがその現像領域に到達するまでの時間が短くなり、トナーと磁性キャリアとの撹拌が不十分になってトナーの帯電量が小さくなり、浮遊トナーが発生し易くなる。
浮遊トナーが発生した場合には、トナー像の転写、定着を受けた転写紙の地肌汚れがひどくなり好ましくない。このような現象は、とくに画像面積率の高い原稿を連続して印刷した場合のように、トナー補給量が多くなった時に補給トナーの分散・帯電不足で顕著に発生する。
【０００７】
また、画像形成装置の高速化に伴って、現像剤の攪拌搬送供給部材は高速で回転し、かつ、トナーは３〜１２μｍの微小粒子であるため、補給されたトナーの一部が現像剤とうまく攪拌されずに飛散、浮遊あるいは現像剤面を上滑りして移動する。
このようなトナーが現像ローラに搬送されて現像領域へ搬送されると、上述したように、未帯電、逆帯電、弱帯電の帯電不良トナーによって、非画像部の地汚れ、濃度ムラ、トナー飛散が生じる。
このような問題を解消するために、特許文献６には、トナー補給部から補給されたトナーが現像剤面を上滑りして未帯電のまま現像ローラ側のスクリュ部に搬送されるのを防止する飛散防止部材を設けることを開示している。この特許文献６では、トナーが現像部に搬送されるまでに満たさねばならない２つの条件であるトナーの分散と帯電のうち、トナーの均一分散に重点を置いたものである。つまり補給トナーの現像剤への均一な分散までの機能をスクリュ部に与え、トナー帯電機能は従来と同じく現像剤規制ブレード近傍での現像剤の摺擦によってまかなっている。
【特許文献１】特開２００７−４７６３７公報
【特許文献２】特開２００７−７９３３５公報
【特許文献３】特開２０００−０８９５５０公報
【特許文献４】特開平１０−３１３６３号公報
【特許文献５】特開２００６−２２７３９２公報
【特許文献６】特開平９−１０６１６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１では、分離部材を設けることで画像ムラの発生を押さえようとしているが、第１攪拌搬送供給部材の経時での現像剤嵩変動による現像剤の循環が難しく、画像ムラを発生させてしまうことがある。また、特許文献２においては、現像剤の攪拌、汲み上げ補助を目的としているが、現像剤担持体から離れた現像剤がスクリュ上を通り余計にムラ画像を発生させる可能性があり、また、スペース的に難しく、現像機外部へ影響も懸念される。
特許文献３では、撹拌手段の近傍に配設されかつ磁界を発生する磁界発生手段を有しているが、この磁界発生手段は現像ケース外部に配設されている。特許文献４では、現像剤供給手段あるいは第２の攪拌搬送手段に、第２の攪拌搬送手段によって搬送されてくる現像剤を磁石の磁力により上方へ搬送して第１の攪拌搬送手段に送る搬送部を設けて、第２の攪拌搬送手段から第１の攪拌搬送手段への現像剤の搬送部位で現像剤が溜まることがないようにしているが、上下に並べられた下から上への受け渡しの一部にマグネットスリーブを有する。
【０００９】
特許文献５では、外部から補給されたトナーを受け入れる第１の現像剤攪拌部の少なくとも一部に、発生させる磁束密度を可変とする磁界発生手段を有しているが、この磁界発生手段は現像ケース＋攪拌ケース（もしくは外部）に配設されている。
特許文献６では、しかし、このような現像システムの場合、トナーは現像剤規制ブレードの裏側の現像剤溜り部で大きな負荷を受け、現像剤は劣化する。劣化したトナーの帯電能力は新しいトナーよりも弱くなるため、長期にわたる画像形成プロセスを経ると帯電量分布が広域化し、地肌汚れ・トナー飛散に繋がる。安易に現像剤規制ブレード裏でのストレスを小さくすると、トナーは帯電不足を発生し、かえって地肌汚れ・トナー飛散が多くなりかねない。
また、特許文献６においては、スクリュ形状を複雑にするとともに、ケース内に設置したガイド部材と合せて攪拌効率を上げることが開示されているが、未帯電、逆帯電、弱帯電の帯電不良トナーを完全に攪拌、分散するのは難しい。
【００１０】
さらに、外部からの固定マグネットによる手法では現像剤容器内壁近傍の現像剤は強い磁力を受け、スクリュ外周面と現像剤容器内壁との隙間に存在する現像剤は滞留し易いという問題点がある。また、現像ケース外部に設置する場合が多いため、スペース的に設置が困難な場合がある。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、トナー補給部から補給されたトナーが現像剤面を上滑りして未帯電のまま現像ローラ側の攪拌搬送供給部に搬送されるのを防止する飛散防止部材を設ける、潜像担持体上の静電潜像を現像してトナー像化する現像装置、この現像装置に用いられる撹拌搬送供給部材及び現像剤担持体、現像装置を含むプロセスカートリッジ及びこのプロセスカートリッジを搭載する画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、回転自在な現像スリーブ及び該現像スリーブ内部に固定配置した磁界発生手段としての固定磁石群からなる現像剤担持体と、前記現像スリーブと平行に配置されかつ前記現像剤を前記現像スリーブへと搬送する第１搬送手段と、第１搬送手段に前記現像剤を搬送し、前記現像スリーブの現像領域を通過後の現像剤を前記第１搬送手段から搬送される第２搬送手段と、を備え、
前記第１搬送手段は、当該第１搬送手段の回転方向に磁気的搬送力を有する磁気部材を内部に配置している現像装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記第１搬送手段が、現像剤切れ極を有している請求項１記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記現像剤切れ極は、前記現像剤担持体の汲み上げ極に対向している請求項１又は２記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記第１搬送手段は、前記第２搬送手段への現像剤の受け渡し部、及び、前記第２搬送手段からの現像剤の受け渡し部には前記磁気的搬送力を持たない請求項１乃至３のいずれか１項記載の現像装置を特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、回転自在な現像スリーブ及び該現像スリーブ内部に固定配置した磁界発生手段としての固定磁石群からなる現像剤担持体と、前記現像スリーブと平行に配置されかつ前記現像剤を前記現像スリーブへと搬送する第１搬送手段と、第１搬送手段に前記現像剤を供給する第２搬送手段と、を備え、
前記第２搬送手段は、当該第２搬送手段の回転方向に磁気的搬送力を有する磁気部材を内部に配置している現像装置を特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、前記磁気的搬送力を軸方向の一部若しくは、軸方向全域で一部が磁束密度偏差を有している請求項５記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、前記現像剤担持体の表面が、ランダムに衝突された短線状の線条材によって形成される請求項１乃至６のいずれか１項記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、前記現像剤において、２０〜５０μｍの粒径の磁性キャリアを使用する請求項１乃至７のいずれか１項記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、前記磁性キャリアが、磁性体の芯材に対して樹脂コート膜を有しており、該樹脂コート膜がアクリル等の熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分に帯電調整剤を含有している請求項８記載の現像装置を特徴とする。
【００１３】
また、請求項１０に記載の発明は、静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電装置と、現像剤を現像剤担持体に担持しかつ前記像担持体に対向する現像領域に搬送して前記像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置と、現像後のトナー像を転写材に転写した後に前記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置と、を有する画像形成装置内で該画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体と、前記現像装置と、前記帯電装置及び前記クリーニング装置から選択され、かつ少なくとも前記現像装置を含み、該現像装置として請求項１乃至９のいずれか１項記載の現像装置を用いるプロセスカートリッジを特徴とする。
また、請求項１１に記載の発明は、静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電装置と、現像剤を現像剤担持体に担持しかつ前記像担持体に対向する現像領域に搬送して該像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置と、現像後のトナー像を転写材に転写した後に前記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置と、を有する画像形成装置において、前記現像装置として、請求項１乃至９のいずれか１項記載の現像装置を用いる画像形成装置を特徴とする。
【００１４】
また、請求項１２に記載の発明は、回転自在な現像スリーブ及び該現像スリーブ内部に固定配置した磁界発生手段としての固定磁石群からなる現像剤担持体と、前記現像スリーブ表面上の現像剤量を規制する現像剤規制部材と、を備える現像装置に使用し、前記現像スリーブと平行に配置されかつ前記現像剤を前記現像スリーブへと搬送する第１攪拌搬送供給手段及び第２攪拌搬送供給手段を構成する攪拌搬送供給部材において、回転方向に磁気的搬送力を有している磁気部材を内部に配置している攪拌搬送供給部材を特徴とする。
また、請求項１３に記載の発明は、軸部の表面に凹凸を付けた請求項１２記載の攪拌搬送供給部材を特徴とする。
また、請求項１４に記載の発明は、攪拌搬送供給手段によって現像部に供給されたトナーとキャリアからなる現像剤中のトナーで現像を行う現像装置に使用する現像剤担持体において、ＳＷＢスリーブを用いる回転自在な現像スリーブ及び該現像スリーブ内部に固定配置した磁界発生手段としての固定磁石群からなり、磁性粒子担持体である表面がランダムに衝突された短線状の線条材によって形成される現像剤担持体を特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、攪拌搬送供給部材内に磁気的搬送力を形成させることにより、現像剤が磁気に沿って回転方向に回転され、攪拌搬送供給部材の螺旋状羽根により軸方向に搬送され、攪拌搬送供給に優位な攪拌搬送供給部材により、長手（軸）方向にムラの無い画像を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の画像形成装置の実施の形態をその作像部分に関連して示す概略構成図である。この画像形成装置はいわゆるタンデム型のカラー複写機で、中間転写ベルト５を備えるタイプである。
この中間転写ベルト５の展張部にはこれを挟んで中間転写ベルト転写手段である１次転写ローラ１２ａ〜１２ｄと対向する位置に複数の感光ドラム体１ａ〜１ｄが配設されている。潜像担持体である感光体ドラム１ａ〜１ｄの近傍には、帯電手段である帯電ローラ２ａ〜２ｄ、書き込み手段３、現像手段４ａ〜４ｄ、感光体ドラムクリーニングブレード９ａ〜９ｄ等が配置されている。
中間転写ベルト５の展張部に対向して配設されかつ帯電手段である帯電ローラ２ａ〜２ｄによって均一に帯電された感光体ドラム１ａ〜１ｄに対し、書き込み位置３ａ〜３ｄで書き込み手段３による書き込みが行われて光学的に潜像が形成される。この潜像が現像手段４ａ〜４ｄで現像され、トナーからなる可視像が形成される。
各感光体ドラム１ａ〜１ｄに形成されたトナー像は中間転写ベルト転写手段である１次転写ローラ１２ａ〜１２ｄによって中間転写ベルト５に順次重ね合わせて転写される。中間転写ベルト５のトナー像は、レジストローラ対６を経て搬送された転写紙（図示せず）に紙転写手段である紙転写ベルト７によって転写紙に転写される。
【００１７】
転写紙に転写されたトナー像は紙転写ベルト７によって定着手段８に搬送されかつ転写紙上に熱により定着される。トナー像が定着された転写紙は図示しない排紙トレイなどの上に排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の中間転写ベルト５に転写されなかった未転写トナーは感光体クリーニングブレード９ａ〜９ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄ上から掻き落とされる。
感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の残留電荷は図示してない除電手段により除電され、次の作像動作に備える。感光体ドラムクリーニングブレード９ａ〜９ｄによって掻き落とされた未転写トナーは回収トナー搬送経路１４ａ〜１４ｄを通って廃トナー収容容器１５に収容される。
また、中間転写ベルト５上の未転写トナーやプロセスコントロール用のパターン像は中間転写クリーニングブレード１３によって中間転写ベルト５上から掻き落とされ、同じく回収トナー搬送経路１４ｅを通って廃トナー収容容器１５に収容される。
【００１８】
上記現像装置４ａ〜４ｄへは新しいトナーが補給される。トナーボトル（図示せず）に充填された新鮮なトナーがトナー補給装置１０ａ〜１０ｄにより画像形成装置本体の後側のトナーホッパ部１１ａ〜１１ｄへ補給される。現像装置の各現像手段４ａ〜４ｄ内のトナー濃度検知手段（図２の符号２１）により現像装置内のトナー濃度が低いと判断された場合、トナーホッパ部１１ａ〜１１ｄ内のトナー補給スクリュ（図示せず）を回転させ、適量のトナーをトナーホッパ部１１ａ〜１１ｄ内から現像装置へ供給する。
トナーボトルのトナー残量検知はトナーホッパ部１１ａ〜１１ｄ内にトナー有無検知センサ（図示せず）を用いて行う。具体的には、このセンサがトナー無し状態を検知した場合にトナー補給装置１０ａ〜１０ｄにトナーの供給を要求する。そして所定時間要求してもトナー有りを検知しなかった場合にトナー無しと判断する。
【００１９】
図２は１つの感光体ドラムについての作像部を示す概略図である。何れの感光体についても同様の構成であるので、図２では符号の添え字ａ〜ｄは省略している。次に、作像部について図２を用いて説明する。
図２のプロセスカートリッジは感光体ドラム１、現像装置４、帯電手段２（本実施の形態では帯電ローラ）、クリーニング手段９（本実施の形態ではクリーニングブレード）を一体としたプロセスカートリッジである。
作像部としてはプロセスカートリッジを１つだけ配置する単色画像形成装置の作像部を示している。このプロセスカートリッジは画像形成装置本体に対して脱着可能である。
現像装置４には感光体ドラム１上に書き込み手段（図示せず）により書き込み位置３’に光学的に形成された感光体ドラム１上の潜像に対しトナーの可視化像を形成する現像ローラ１６がある。磁性粒子担持体である現像ローラ１６は回転自在な現像スリーブ１６ａ及びこの現像スリーブ１６ａ内部に固定配置した磁界発生手段としての固定磁石群１６ｂからなっている。現像剤担持体であるこの現像ローラ１６の現像領域の上流側には現像ローラ１６上の現像剤量を或る一定量に規制する現像剤規制部材１７（以下、現像ドクタ１７とする）がある。
【００２０】
現像装置４の現像ケーシング４ｅ内の現像剤収容部である現像タンク４ｆにはトナー粒子（トナー）と磁性粒子（キャリア）を混合した２成分現像剤が納められており、この現像剤は攪拌搬送供給手段である２本の攪拌搬送供給部材（搬送スクリュ）、すなわち、第１搬送手段（第１攪拌搬送供給手段）である第１搬送部材（第１搬送スクリュ）１８と第２搬送手段（第２攪拌搬送供給手段）である第２搬送部材（第２搬送スクリュ）１９とにより循環している。また、第２搬送部材１９の現像タンク４ｆ外の下側にはトナー濃度センサ２１が配置され、現像タンク４ｆ内のトナー濃度を随時計測し、適正値に収まるよう制御している。
トナー補給部からのトナーは、いったんサブホッパ部（図示せず）に蓄えられ、現像タンク４ｆ内のトナー濃度の値がトナー濃度センサ２１により低いと検知された時、所定の換算式により換算された時間だけトナー補給スクリュ２２を回転させ、適切な量のトナーを現像トナー供給口２３へ補給する。
また、現像ドクタ１７の右側には現像ニップ部からのトナー飛散を防止するための入口シール２０が配置されている。現像ローラ１６と像担持体である感光体ドラム１の表面との間の距離を現像ギャップと呼ぶ。
【００２１】
図１ではプロセスカートリッジを４つ配置したフルカラー画像形成装置を例としたが、図２のプロセスカートリッジを１つだけ配置する単色画像形成装置又は２つ配置する二色画像形成装置等も対応可能である。
現像装置４は、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を収容する現像剤収容部である現像タンク４ｆと、回動する非磁性の現像スリーブ１６ａ内に周方向に固定配置された複数の磁極からなる磁界発生手段であるマグネットローラ（固定磁石群）１６ｂとを備え、二成分現像剤を磁気ブラシとして表面に担持し、潜像担持体である感光体ドラム１に対向する現像領域でトナーを感光体ドラム１上の潜像に供給する磁性粒子担持体である現像ローラ１６を有している。
さらに、この現像装置４においては、二成分現像剤は現像タンク４ｆから現像ローラ１６に供給され、現像領域を通過した二成分現像剤を現像タンク４ｆに回収する。搬送部材１８又は１９内に磁気的搬送力を形成させ、固定配置させることにより現像剤が磁気に沿って回転方向に回転される。回転に対しては磁気的搬送力により、搬送するのであれば、とくに極数などの規定は無い。
【００２２】
また、二成分現像剤は螺旋状に設けられた搬送部材１８、１９の羽根（スクリュ）により軸方向に搬送されかつ現像ローラ１６に供給されることにより、これまで以上に攪拌搬送供給に優位な搬送部材を提供できる。ただし、磁性粒子担持体である現像ローラ１６より搬送部材１８、１９の磁束密度が高いと、現像ローラ１６への現像剤供給の妨げとなる可能性があるため、搬送部材の磁束密度は現像ローラ１６の汲み上げ極磁束密度以下とすることが望ましい。
プロセスカートリッジは、現像装置４と潜像担持体である感光体ドラム１とが一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたものである。また、感光体ドラム１上を帯電する帯電部２と、前記感光体ドラム１上を清掃するクリーニング部９と、のうち少なくとも１つがさらに一体化されたものである。このプロセスカートリッジにおいては、小型で粒状度に優れ、かつ画像ムラの無い優れた画像を得られることができる。
【００２３】
図３は現像装置全体を示す斜視図である。図４は現像装置をその上ケースを外した状態で示す斜視図である。図５は現像装置の一部を分解して示す斜視図である。図６は粗面化処理された現像ローラを示す概略図である。
図３乃至図６を順次参照して説明する。現像装置４の上ケース２８にはこの現像装置４ユニットの出荷時に現像剤を入れるプリセットスペース２８’がある。これはユニットとして輸送時にこの部分に現像剤を入れ、除去可能なシール部材によりシールさせることで、着荷時にこのシールを引き、使用可能な状態にさせるもので、輸送時の現像剤漏れ防止のための機構である。
図４には上ケース２８（図３参照）を外した状態で現像装置４を斜視図で示してある。現像ローラ１６、第１搬送部材（第１搬送スクリュ）１８、第２搬送部材（第２搬送スクリュ）１９が見える状態になっており、これらの搬送部材により第１現像剤溜まりと第２現像剤溜まりとの間で現像剤を循環している。
【００２４】
図５の分解斜視図において、現像ローラ１６は、内部に固定されているマグネット部１６ｂと、このマグネット部１６ｂを内蔵し現像剤を搬送するため回転可能な現像スリーブ部１６ａと、によって構成されている。内部の固定マグネット部１６ｂは作像領域のやや外側まで存在し、転写紙の搬送バラツキを考慮したマグネット長さの位置関係になっている。
外側の現像スリーブ１６ａは、通常、アルミ材により構成され、現像剤を搬送し易くするために、ブラスト処理されている。このブラスト処理はＳＷＢと呼ばれ、高い現像能力が得られかつ経時での画像安定性を得ている。このＳＷＢスリーブを含む磁性粒子担持体である現像ローラ１６について詳細を説明する。
ＳＷＢスリーブ１６ａ内部にマグネットローラ１６ｂを内包して、軸芯回りに回転自在に設けられている。現像スリーブ１６ａは、その内周面が固定磁極に順に相対するように回転される。
【００２５】
現像スリーブ１６ａには外表面に粗面化処理であるブラスト処理（ＳＷＢ）が施されている。平面形状が楕円形状の凹み１６ｃが多数設けられている。凹み（凹凸）１６ｃは、現像スリーブ１６ａの外表面にランダムに多数（複数）配置されている。すなわち、現像スリーブ１６ａの外表面は、図６に示すように、ランダムに衝突された短線状の線条材によって形成される凹凸の形状が形成されるようになる。
もちろん、上記凹み１６ｃは、長手方向が現像スリーブ１６ａの軸方向に沿う凹みと、長手方向が現像スリーブ１６ａの周方向に沿う凹みと、を含んでいる。長手方向が現像スリーブ１６ａの軸方向に沿う凹みが、長手方向が現像スリーブ１６ａの周方向に沿う凹みより多い。さらに、凹みの長手方向の長さ（長径）は、０．０５ｍｍ以上でかつ０．３ｍｍ以下となっており、幅方向の幅（端径）は、０．０２ｍｍ以上でかつ０．１ｍｍ以下となっている。
材質は、例えば、アルミ、ＳＵＳ（ステンレス鋼）などを用いることができる。加工性、軽さの面でアルミを用いることが多い。アルミの場合、Ａ６０６３、Ａ５０５６、Ａ３００３等、ＳＵＳの場合、３０３、３０４、３１６などを用いることができる。
【００２６】
現像ドクタ１７は非磁性部材にて構成されている現像ドクタ母体１７’（図５）と磁性部材により構成されている現像ドクタ補助部材２４との２部品により構成されている。現像ドクタ母体１７’を現像ケーシング４ｅに固定することにより、現像ローラ１６に対して所定の間隔を開けて対向する構成となっている。
現像ドクタ母体１７’は現像ローラ１６上の現像剤量を或る一定量に規制する役割を有し、かつ現像剤を規制する際に現像剤圧をこの現像剤ドクタ１７にて受けることになるので、非磁性部材で或る程度の厚さ（約１．５〜２ｍｍ）と先端部０．０５ｍｍ程度の真直性を要求されるのが一般的である。
現像ドクタ補助部材２４は現像領域に搬送されるトナーの帯電を補う役割を有し、通常、現像ドクタ母体１７’よりかなり薄い板金（０．２ｍｍ程度）にて構成されている。この２部品の位置関係はトナー帯電性を長手方向において均一にするため、精度良く維持される必要性がある。そのため、スポット溶接やカシメ等により一体化しかつ現像ローラ１６上からの距離が一定になるようにしている。
また、図示の例では現像ローラ１６中心に対し現像ドクタ１７が下方にある。現像ケーシング４ｅには、第１攪拌搬送供給部材１８と第２攪拌搬送供給部材１９が軸受（図示せず）を介して組み込まれる。現像ケーシング４ｅの前後の側板の内側には、現像ローラ１６端部からの現像剤飛散を抑えるための磁性板２９が取り付けられている。
【００２７】
図７は磁性キャリアの構成を示す概略図である。現像剤として使用する、磁性キャリアの平均粒径は２０μｍ以上でかつ５０μｍ以下である。図７に示すように、磁性キャリア３０は芯材３０ａと、この芯材３０ａの外表面を被覆した樹脂コート膜（コート層）３０ｂと、この樹脂コート膜３０ｂに分散されたアルミナ粒子（大粒子）３０ｃと、を備えている。
芯材３０ａは磁性材料としてのフェライトで構成されているとともに、球形に形成されている。樹脂コート膜３０ｂは芯材３０ａの外表面全体を被覆している。樹脂コート膜３０ｂはアクリルなどの熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分に帯電調整剤を含有している。この樹脂コート膜３０ｂは弾力性と強い接着力を有している。
アルミナ粒子３０ｃは、外径が樹脂コート膜３０ｂの厚みより大きな球形に形成されている。アルミナ粒子３０ｃは樹脂コート膜３０ｂの強い接着力で保持されている。アルミナ粒子３０ｃは、樹脂コート膜３０ｂより磁性キャリア３０の外周側に突出している。この磁性キャリア３０を用いることによりさらに効果を得ることができる。
【００２８】
図７に示すように、この現像剤は、磁性キャリア３０に弾力性を有し、接着力の強い樹脂コート膜（衝撃を吸収し、削れを抑制し、かつ強い接着力により大粒子を保持）３０ｂと、この樹脂コート膜３０ｂよりも大きい大粒子（アルミナ等）を磁性キャリア３０表面に含有（樹脂コート膜３０ｂへの衝撃阻止、スペント物のクリーニング）している。
この現像剤を使用することにより、従来の磁性キャリアが硬いコート膜を徐々に削りながら長寿命を得るという思想の基で開発されていたのに対して、磁性キャリアに弾力性を有しかつ接着力の強い樹脂コート膜（衝撃を吸収し、削れを抑制し、かつ強い接着力により大粒子を保持）３０ｂと、この樹脂コート膜３０ｂよりも外周が大きい大粒子を磁性キャリア３０表面に含有（樹脂コート膜３０ｂへの衝撃阻止、スペント物のクリーニング）することによる効果をバランス良く得ることにより、長寿命、すなわち、膜削れとスペント化を無くすことができ、汲み上げ量の安定化、すなわち、品質の安定化を期待できる。
【００２９】
図８は一般的な第２搬送部材を示す概略図である。図８には第２搬送部材として使用される一般的なパドル（羽根）１９ｄ付きの第２搬送部材１９を示している。
図９は本発明の第２搬送部材を示す概略図である。図１０は現像装置における現像剤受け渡し部を説明する概略斜視図である。図９及び図１０を参照して本発明の第２搬送部材１９について説明する。
図９に示すように、本発明の第２搬送部材１９は内部に固定されているマグネット部１９ａと、このマグネット部１９ａを内蔵しかつ現像剤を搬送するために回転可能なスクリュ部１９ｂとによって構成されている。スクリュ部１９ｂ内に磁気的搬送力を持つ磁気的搬送手段であるマグネット部１９ａを有し、これを駆動することにより、攪拌に優位な第２搬送部材１９を提供することができる。
図１０には図４と同じ構成の現像装置４を示しており、現像ローラ１６、第１搬送部材（第１搬送スクリュ）１８、第２搬送部材（第２搬送スクリュ）１９が見える状態になっており、これらの搬送部材により第１受け渡し部である第１現像剤溜まり２１と第２受け渡し部である第２現像剤溜まり２２との間で現像剤を循環している。
また、図１０に示すように、図９のマグネット部１９ａを有する第２搬送部材１９は現像装置４の軸方向両端の現像剤受け渡し部２１及び２２を磁気的搬送力範囲外、すなわち、磁気的搬送力を持たない構成にすることにより、スムーズな現像剤受け渡しができる。
第１搬送部材１８から第２搬送部材１９、及びその逆での現像剤循環を考慮し、スムーズかつ、現像剤バランスを崩さないようにするための構成で、経時での現像剤バランス崩れによる異常画像を防ぐことができる。
【００３０】
図１１は本発明の第２搬送部材の他の実施の形態を示す概略図である。図１１に示すように、第２搬送部材１９はその軸部１９ｃに凹凸１９ｄを付けて粗面化することにより、回転方向により搬送力を持たせることが可能である。この凹凸１９ｄを付けての粗面化は図６に示したブラスト処理（ＳＷＢ）によってなされたものであってもよい。
回転方向への搬送力を大きくし、より攪拌搬送供給に優位な第２搬送部材１９を提供する。回転方向に回転され易いようにしたことで、第２搬送部材１９は攪拌搬送供給に優位な部材となり、よりムラの無い画像を提供する。
図１２は本発明による現像装置の第１の実施の形態を示す概略断面図である。図１２には実際の構成例を示し、感光体ドラム１に対向して磁性粒子担持体である現像ローラ１６が配置され、現像ローラ１６の紙面下方には現像ドクタ１７が現像ローラ１６上の現像剤を規制する位置に配置されている。
現像ローラ１６の紙面下方には、この現像ローラ１６と平行に、さらに第１搬送部材１８、この第１搬送部材１８と平行して、磁気的搬送力を有する磁気的搬送手段であるマグネット部１９ａを有する第２搬送部材１９が配置されている。図１２には円周方向の持続密度分布を示している。
現像剤面を上滑りして未帯電のまま現像ローラ１６側のスクリュ部、すなわち、第１搬送部材１８に搬送されるのを防止するために、第２搬送部材のマグネット部１９ａの主極Ｐ１を上側に配置する。この際ピーク磁束密度は２０〜２００ｍＴを現像装置により変更するものとする。
すなわち、補給されたトナーが本発明によるマグネット部１９ａを有する第２搬送部材１９により攪拌能力を向上することによって、この第２搬送部材１９側の攪拌不足による浮遊トナーが現像ケーシング隙間から外部へ飛散するのを防止する。
【００３１】
現像装置４の構成として下記のような構成の現像装置４を用いて評価を実施した。第２攪拌搬送供給部材１９の条件をＡ〜Ｄに示す。
Ａ：胴部（軸部）の全域に磁気的搬送力を有する。
Ｂ：胴部の一部に磁気的搬送力を有する。
Ｃ：胴部全域に磁気的搬送力を有し、一部磁束密度が異なる。
Ｄ：軸部の表面に凹凸がある。端部あり又は端部なし。
受け渡し部（第２搬送部材から第１搬送部材への受け渡し部、及び、第１搬送部材から第２搬送部材への受け渡し部の現像剤循環部）に磁気的搬送力が有るかないかを示す。なお、攪拌搬送供給部材（スクリュ）軸径はφ１０ｍｍ、搬送部材（スクリュ）羽根部径はφ１５．５ｍｍ、全長２７９ｍｍを使用した。評価機としてはリコー製複写機「ｉｍａｇｉｏ ＭＰ Ｃ３５００」を使用した。
【００３２】
実施例１において、第２搬送部材は上記条件Ａ、すなわち、胴部（軸部）の全域に磁気的搬送力を有し、端部には磁力なしの構成とした。
実施例２において、第２搬送部材は上記条件Ｂ、すなわち、胴部の一部に磁気的搬送力を有し、端部には磁力なしの構成とした。
実施例３において、第２搬送部材は上記条件Ｃ、すなわち、胴部全域に磁気的搬送力を有し、その場合、一部磁束密度が異なり、加えて、端部には磁力なしの構成とした。
実施例４において、第２搬送部材は、上記条件Ｂ及びＤ、すなわち、胴部の一部に磁気的搬送力を有しかつ軸部の表面に凹凸があり、加えて、端部には磁力なしの構成とした。
比較例１においては、磁気的搬送力を持たないスクリュを第２搬送部材とし、そして比較例２においては、第２搬送部材の胴部（軸部）の全域に磁気的搬送力を有し、かつ端部には磁力有りの構成とした。
なお、第１搬送部材は上述した実施例及び比較例において共通で、磁気的搬送力を持たない２条のスクリュとし、現像スリーブはＳＷＢスリーブを用いた。
この場合、ＳＷＢスリーブの特徴として、特開２００７−１７１４０３号公報に記載されているように搬送量の低下を抑制でき、画像のムラが生じることを防止でき、かつ均一な画像が得られる。
【００３３】
図１３は実施例及び比較例の現像装置の評価結果を表として示す図である。上述した実施例及び比較例の現像装置において、攪拌ムラ、異常画像（以上、官能評価）、現像剤バランス（画像確認後に官能評価）を評価した。その結果を図１３に表としてまとめた。この結果は、２４０Ｋ枚後のサンプル画像での結果である。
図１３において、攪拌ムラ（目視）についての評価は、◎：非常に優れる、○：優れる、△：劣る、×：非常に劣る、を表している。濃度ムラと異常画像（官能検査）についての評価は、◎：全く問題にならない、○：問題にならない、△：問題になる、×：大きな問題になる（実用に供さない）、を表している。
また、現像剤バランス（画像確認後官能検査）についての評価は、◎：全く問題にならない、○：問題にならない、△：問題になる、×：大きな問題になる（実用に供さない）、を表している。さらに、総合評価（全体）についての評価は、◎：非常に優れる、○：優れる、△：やや悪い、×：著しく劣り実用に供さない、を表している。
【００３４】
上記の結果から、本発明が、攪拌ムラ、異常画像及び現像剤バランスの全てにおいて優れていることが分かる。なお、この際使用した現像剤としては、磁性体の芯材に対して樹脂コート膜を有しており、該樹脂コート膜がアクリル等の熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分、及び帯電調整剤を含有している磁性キャリアを使用し、粒径は２０μｍと５０μｍのものを使用した。結果に対する優位性は無かった。
５５μｍ磁性キャリアでは、磁性キャリアと感光体ドラム上の静電潜像との間の電界が疎になるため、攪拌ムラ、現像剤バランスが良くても画像の面で均一な画像を得ることができなかった（画質が劣化するため）、５５μｍ磁性キャリアは望ましくない。
また、一般的に２０μｍ未満である磁性キャリアは磁気ブラシに磁性モーメントの小さいキャリアが存在するようになり、キャリア付着が発生し易くなるためこの実施例における使用は避けた。
【００３５】
図１４はマグネットローラを内包している搬送部材とそのＰ１部の磁束密度例をグラフで示す図である。図１４には搬送部材の軸方向の主極の磁束密度分布を示しており、かつマグネットローラ１９ａを内包している搬送部材１９の現像剤受け渡し部２１、２２で磁束密度がゼロになることを示している。
図１５は本発明による現像装置の第２の実施の形態を示す概略断面図である。図１６は図１５の構成における現像剤循環のイメージを示す概略図である。図１５及び図１６には実際の構成例を示し、感光体ドラム１に対向して磁性粒子担持体である現像ローラ１６が配置され、現像ローラ１６の紙面下方には現像ドクタ１７が現像ローラ１６上の現像剤を規制する位置に配置されている。
現像ローラ１６の紙面下方には、この現像ローラ１６と平行に、さらに、磁気的搬送力を有する磁気的搬送手段であるマグネットローラ１８ａを有する第１搬送部材１８、この第１搬送部材１８と平行して、第２搬送部材１９が配置されている。
第１搬送部材１８は、現像剤切れ極２０を有しており、この現像剤切れ極２０は、磁性粒子担持体である現像ローラ１６の汲み上げ極２３に対向して配置されている。
【００３６】
現像剤収容部である現像タンク４ｆから現像ローラ１６に供給され、現像領域を通過した二成分現像剤を現像タンク４ｆに回収する際に、第１搬送部材１８内に磁気的搬送力を形成させかつ現像剤切れ極２０を持たせる。これにより、磁性粒子担持体である現像ローラ１６から離れた現像剤を確実に第１搬送部材１８で回転方向に搬送循環し、現像ローラ１６に供給されることにより、回転方向での狙いの現像剤循環を得られ、連れ回り系のムラや汲み上げ不良系のムラ画像防止ができる。
現像剤切れ極２０に、現像ローラ１６の汲み上げ極２３を対向させることにより、前記現像剤循環をより向上させ、また、現像ローラ１６の汲み上げ極２３と第１搬送部材１８の関係は逆極が望ましく、これは対向している攪拌搬送供給部材側の磁束密度が高い程その傾向がある。回転方向でさらに狙いの現像剤循環を得られ、より連れ回り系のムラや汲み上げ不良系のムラ画像の防止ができる。
【００３７】
図１６に示すように、現像ローラ１６により第１搬送部材１８側の現像剤を汲み上げて現像領域（潜像担持体との対向部）に搬送し、この現像領域を通過後の現像剤を第２搬送部材１９側へ分離させる現像剤の搬送路を構成する。
すなわち、現像剤を担持する現像ローラ１６と、現像剤を撹拌しながら現像ローラ１６の軸線方向に沿って搬送し、かつそれらの間に形成される循環路で現像剤を循環させる第１及び第２搬送部材１８及び１９と、を有し、現像ローラ１６を第１及び第２搬送部材１８及び１９よりも上方に配設する。
現像ローラ１６により第１搬送部材１８側の現像剤を汲み上げて現像領域に搬送し、この現像領域を通過後の現像剤を第２現像剤撹拌搬送供給部材１９側へ分離させる現像剤の搬送路を構成した二成分現像装置であり、潜像担持体上の静電潜像を現像してトナー像化するための現像装置に関するものである。
この実施の形態では、第１搬送部材１８の内部に磁気的搬送力を回転方向に持っているため、現像剤嵩に影響せず、現像剤循環を制御することができ、画像ムラの発生を防ぐことができる。また、第１搬送部材１８内部に磁気的搬送力を持っているため、容易にレイアウトすることができ、ムラ画像に優位である。さらに、従来技術のように、現像装置外部に影響を及ぼすことは無い。
【００３８】
現像装置４の構成として下記のような構成の現像装置４を用いて評価を実施した。第１搬送部材１８の条件をＡ〜Ｃに示す。
Ａ：現像剤切れ極２０、汲み上げ極２１を有するマグネットローラ１８ａを内包している。
Ｂ：軸部の表面に凹凸がある。
Ｃ：受け渡し部（第１搬送部材から第２搬送部材への受け渡し部、及び、第２攪拌搬送供給部材から第１搬送部材への受け渡し部の現像剤循環部）に磁気的搬送力なし。
実施例１において、第１搬送部材１８は上記条件Ａ、すなわち、現像剤切れ極２０、汲み上げ極を有するマグネットローラ１８ａを内包している１条スクリュで、現像スリーブはＳＷＢスリーブとして構成とした。
実施例２において、第１搬送部材１８は上記条件Ａ及びＢ、すなわち、現像剤切れ極２０、汲み上げ極を有するマグネットローラ１８ａを内包し、軸部の表面に凹凸がある１条スクリュで、現像スリーブはＳＷＢスリーブとして構成とした。
実施例３において、第１搬送部材１８は上記条件Ａ、Ｂ及びＣ、すなわち、現像剤切れ極２０、汲み上げ極を有するマグネットローラ１８ａを内包し、軸部の表面に凹凸があり、さらに受け渡し部に磁気的搬送力なしの１条スクリュで、現像スリーブはＳＷＢスリーブとして構成とした。
実施例４において、第１搬送部材１８は上記条件Ａ、Ｂ及びＣ、すなわち、現像剤切れ極２０、汲み上げ極を有するマグネットローラ１８ａを内包し、軸部の表面に凹凸があり、さらに受け渡し部に磁気的搬送力なしの２条スクリュで、現像スリーブはＳＷＢスリーブとして構成とした。
【００３９】
比較例１においては、磁気的搬送力を持たない１条スクリュを第１攪拌搬送供給部材とし、現像スリーブはＶ溝スリーブし、そして、比較例２においては、磁気的搬送力を持たない２条スクリュを第１搬送部材とし、現像スリーブはＶ溝スリーブとして構成とした。
比較例３においては、現像剤切れ極２０、汲み上げ極を有するマグネットローラ１８ａを内包し、軸部の表面に凹凸があり、さらに受け渡し部に磁気的搬送力なしの２条スクリュで、磁気的搬送力を持たない１条スクリュを第１搬送部材とし、現像スリーブはＶ溝スリーブとして構成とした。
比較例４においては、現像剤切れ極２０、汲み上げ極を有するマグネットローラ１８ａを内包し、軸部の表面に凹凸があり、さらに受け渡し部に磁気的搬送力なしの２条スクリュで、磁気的搬送力を持たない２条スクリュを第１搬送部材とし、現像スリーブはＶ溝スリーブとして構成とした。なお、第２搬送部材は実施例及び比較例共通で、磁気的搬送力を持たない１条のスクリュとした。
【００４０】
図１７は実施例及び比較例の現像装置の評価結果を表として示す図である。上述した実施例及び比較例の現像装置において、汲み上げ量低下（新鮮な現像剤と使用中の現像剤の汲み上げ量の差）、濃度ムラと異常画像（以上、官能評価）、現像剤バランス（画像確認後に官能評価）を評価した。その結果を図１７に表としてまとめた。
図１７において、汲み上げ量低下（新鮮な現像剤と使用中の現像剤の汲み上げ量の差）についての評価は、◎：１０％以内（非常に優れる）、○：１０％〜２０％以内（優れる）、△：２０％〜３０％以内（劣る）、×：３０％以上（非常に劣る）、を表している。 濃度ムラと異常画像（官能検査）についての評価は、◎：全く問題にならない、○：問題にならない、△：問題になる、×：大きな問題になる（実用に供さない）、を表している。
また、現像剤バランス（画像確認後官能検査）についての評価は、◎：全く問題にならない、○：問題にならない、△：問題になる、×：大きな問題になる（実用に供さない）、を表している。さらに、総合評価（全体）についての評価は、◎：非常に優れる、○：優れる、△：やや悪い、×：著しく劣り実用に供さない、を表している。なお、これらの評価は初期評価のため、初期での現像剤バランスが△以下のものは経時での現像剤バランス悪化による異常画像が１ランク程度低下すると考えられる。
上記の結果から本願発明が、汲み上げ量低下、濃度ムラ、異常画像及び現像剤バランス、全てにおいて優れていることが分かる。また、現像剤として、磁性体の芯材に樹脂コート膜を被覆し、該樹脂コート膜が、熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分と、帯電調整剤とを含有するものを用いることによりさらに効果を得ることができる。
【００４１】
上述した本発明による現像装置の第１及び第２の実施の形態において、それぞれ、第２搬送手段に磁気部材を、第１搬送手段に磁気部材を設けるように説明したが、第１及び第２の実施の形態を纏めた形で、第１搬送手段及び第２搬送手段の両方に磁気部材を配置した実施の形態も可能である。しかし、低コストの現像装置という意味では、第１及び第２の実施の形態のごとくそれぞれの効果を発揮するいずれか一方の搬送手段に配置する形がよい。
本発明によれば、補給されたトナーが低帯電もしくは未帯電状態で直接現像スリーブやその周辺の現像剤に達することを防止でき、長期に渡りコピープロセスが繰り返された場合、或いはトナーの消費が少ない特殊な使用状態が長期間に及んだ場合にも、現像剤劣化が少なく、長期にわたって地肌汚れ、トナー飛散が無くかつ濃度ムラの無い安定した画像品質の現像装置、これを備えたプロセスカートリッジ及びこれを備えた画像形成装置を提供することができる。
本発明によれば、多段現像装置（マグネットローラ２本＋攪拌搬送供給部材１本から構成される）においては、攪拌搬送供給マグネットローラが現像に寄与せず（感光体ドラムと対向していない）、また、マグネットローラ１本＋攪拌搬送供給ローラ２本から構成される現像装置においては、第１搬送手段がマグネットローラであることを特徴としており、現像領域通過後の現像剤担持体上の現像剤と現像剤攪拌搬送部材から現像剤担持体へ汲み上げる現像剤を確実に分離、攪拌、搬送、供給することにより、画像濃度低下、濃度ムラを防止することができ、かつ低コストの現像装置、これを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の画像形成装置の実施の形態をその作像部分に関連して示す概略構成図である。
【図２】１つの感光体ドラムについての作像部を示す概略図である。
【図３】現像装置全体を示す斜視図である。
【図４】現像装置をその上ケースを外した状態で示す斜視図である。
【図５】現像装置の一部を分解して示す斜視図である。
【図６】粗面化処理された現像ローラを示す概略図である。
【図７】磁性キャリアの構成を示す概略図である。
【図８】一般的な第２搬送部材を示す概略図である。
【図９】本発明の第２搬送部材を示す概略図である。
【図１０】現像装置における現像剤受け渡し部を説明する概略斜視図である。
【図１１】本発明の第２搬送部材の他の実施の形態を示す概略図である。
【図１２】本発明による現像装置の第１の実施の形態を示す概略断面図である。
【図１３】実施例及び比較例の現像装置の評価結果を表として示す図である。
【図１４】マグネットローラを内包している攪拌搬送供給部材とそのＰ１部の磁束密度例をグラフで示す図である。
【図１５】本発明による現像装置の第２の実施の形態を示す概略断面図である。
【図１６】図１５の構成における現像剤循環のイメージを示す概略図である。
【図１７】実施例及び比較例の現像装置の評価結果を表として示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 潜像担持体（感光体ドラム）、２ 帯電装置、４ 現像装置、９ クリーニング装置、１６ 現像剤担持体（現像ローラ、ＳＷＢスリーブ、磁性粒子担持体）、１６ａ 現像スリーブ、１６ｂ 磁界発生手段（固定磁石群）、１６ｃ 凹凸（短線状の線条材）、１７ 現像剤規制部材（現像ドクタ）、１８ 第１搬送手段（第１攪拌搬送供給手段）、１８ａ 磁気部材、１９ 第２搬送手段（第２攪拌搬送供給手段）、１９ａ 磁気部材、１９ｃ 軸部、１９ｅ 凹凸、２０ 現像剤切れ極、２１ 現像剤循環部（現像剤受け渡し部）、２２ 現像剤循環部（現像剤受け渡し部）、２３ 汲み上げ極、３０ 磁性キャリア、３０ａ 磁性体の芯材、３０ｂ 樹脂コート膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上の静電潜像を現像してトナー像化する現像装置、この現像装置に用いられる撹拌搬送供給部材及び現像剤担持体、現像装置を含むプロセスカートリッジ及びこのプロセスカートリッジを搭載する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置に用いる現像装置において、該現像装置内に補給されたトナーの一部は現像剤とうまく攪拌されずに飛散、浮遊あるいは現像剤面を上滑りして移動する。このようなトナーが、現像ローラに搬送されて感光体と対向した現像領域へ搬送されると、最終的に得られる形成画像中に、非画像部の地汚れ、濃度ムラ、トナー飛散を生じる。かかる不都合を回避するために幾つかの技術が知られている（例えば、特許文献１乃至６参照）。
従来、複写機、ファックス、プリンタ等の画像形成装置において、像担持体上に形成された潜像を顕像化するために現像剤としてトナーとキャリアとからなる二成分現像剤（以下、現像剤という）を用いた二成分現像装置が採用されたものがある。
回転する現像スリーブとその内部に磁界発生手段を備えた現像剤担持体と現像剤担持体に供給する現像剤を収容する現像剤収容部とを有し、現像剤収容部に現像剤を攪拌、搬送する２つの現像剤攪拌搬送供給部材を備えた二成分現像装置では磁界発生手段により現像剤収容部から現像剤を汲み上げ、潜像担持体との対向部である現像領域に現像剤を担持搬送する。
また、現像剤収容部では平行に配置された２つの現像剤攪拌搬送部材が互いに逆方向に現像剤を搬送することにより、現像剤収容部内で現像剤を循環させ、攪拌することにより現像剤担持体上でのトナー帯電量及びトナー濃度を均一にしている。
【０００３】
近年は省スペース化、カラー画像形成装置の４連タンデム化により現像装置の小型化が望まれる。また、一般に現像装置では現像領域を通過した現像剤、すなわち、現像後の現像剤はトナーが画像形成に使用されトナー濃度が低下している。このことから、この現像剤を現像剤担持体の回転可能な現像スリーブの外周面から一端離脱させ、現像剤攪拌搬送供給部材で搬送される新たな現像剤を現像スリーブの外周面に供給するという、現像剤の入れ替えを行なう必要がある。
しかし、近年の現像装置の小型化が益々進んできており、現像剤担持体や２つの現像剤攪拌搬送供給部材など各部材の配置も困難になってきている。例えば、現像剤担持体と現像剤攪拌搬送供給部材の配置レイアウトも近接しており、現像後の現像スリーブから離脱させるべき現像剤と現像剤攪拌搬送供給部材から供給される現像剤とを充分に離間させることが困難になる。
これにより、現像剤の入れ替えが不十分となり、現像スリーブから離脱させた現像剤を攪拌しないまま、直ぐに使用してしまうという問題点がある。現像スリーブから離脱させた現像剤を攪拌しないまますぐに使用してしまうと、トナー濃度の低下、ムラが発生し、その結果画像濃度低下、濃度ムラが発生する。
現像スリーブ上の現像剤を良好に入れ替えるには、現像領域通過後の現像スリーブ表面上から離脱させた現像剤を確実に第１攪拌搬送供給部材の第２攪拌搬送供給部材側へ回収することが重要である。
従来は現像スリーブ上の現像剤を現像剤収容部に回収する方法として、一般に、現像剤担持体の内部に固定された磁界発生手段の互いに隣り合う同極の磁極によって形成される反発磁界により現像スリーブの外周面からの現像剤を離脱させる方法が用いられる。
【０００４】
特許文献１には、現像領域通過後の現像剤担持体上の現像剤と現像剤攪拌搬送部材から現像剤担持体へ汲み上げる現像剤を確実に分離することにより、画像濃度低下、濃度ムラを防止することができ、かつ低コストの現像装置と、これを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置が開示されている。
特許文献１の開示の特徴は、現像スリーブの回転軸方向に渡って、その設置箇所における現像スリーブの回転方向上流側の空間と下流側の空間とを仕切る非磁性の仕切り部材を、一方の先端を現像剤収容容器に向けて、またもう一方の先端をマグネットローラの互いに隣り合う同極の磁極によって形成される反発磁界領域である現像剤離脱部に向けて設ける。
特許文献２には、２成分現像装置において、現像剤攪拌搬送部材の振れやピッチに起因したムラのない現像を行うために、スリーブ回転方向に関して磁界発生手段のうち現像剤汲み上げ極より下流で、現像剤汲み上げ極の下流に隣接した磁極よりも上流の領域をスリーブの半径方向にスリーブ表面よりも外側に延長した範囲で、かつ、スクリュに攪拌される二成分現像剤の上面最下位置よりもスリーブ表面から離れたところに、スリーブに対向する面が非着磁面である汲み上げ補助磁界発生手段を設けることが開示されている。
【０００５】
特許文献３には、現像剤容器内に補給されたトナーをほぐし、トナーと現像剤を十分混合させ、トナーがキャリアと効率よく接触できるようにすることで部分的な転写抜け、画像上の白地かぶり、トナーの機内飛散のない現像装置及びこの現像装置を備える画像形成装置が開示されている。
特許文献４には、下部側に位置する第２の攪拌搬送手段から上部側に位置する第１の攪拌搬送手段への現像剤の搬送を良好に行って、現像剤の溜まりを少なくできるようした現像装置が開示されている。
特許文献４によれば、現像剤供給手段あるいは第２の攪拌搬送手段に、第２の攪拌搬送手段によって搬送されてくる現像剤を磁石の磁力により上方へ搬送して第１の攪拌搬送手段に送る搬送部を設けたから、第２の攪拌搬送手段から第１の攪拌搬送手段への現像剤の搬送部位で現像剤が溜まることがない。
特許文献５には、外部から補給されたトナーを受け入れる第１の現像剤攪拌部の少なくとも一部に、発生させる磁束密度を可変とする磁界発生手段を有する現像装置が開示されている。
【０００６】
近年、複写機やプリンタ等の電子写真技術を用いた画像形成装置の小型化やパーソナル化の要求に伴って、現像装置の小型化が図られている。また、こうした要求に伴って、トナーが無くなった時点で、現像装置ごと交換する使い捨てタイプの現像装置が開発されている。
さらに、かかる現像装置の他に、原稿画像の静電潜像が形成される潜像担持体（感光体）、及び感光体上に残留したトナーを除去するクリーニング部等が一体化された、いわゆるプロセスカートリッジも一般に広く用いられるようになってきている。
しかしながら、このような小型化された現像装置においては、トナーと磁性キャリアとからなる現像剤の収容量が少なくなる。また、現像剤撹拌部の省スペース化も余儀なくされるため、補給されたトナーがその現像領域に到達するまでの時間が短くなり、トナーと磁性キャリアとの撹拌が不十分になってトナーの帯電量が小さくなり、浮遊トナーが発生し易くなる。
浮遊トナーが発生した場合には、トナー像の転写、定着を受けた転写紙の地肌汚れがひどくなり好ましくない。このような現象は、とくに画像面積率の高い原稿を連続して印刷した場合のように、トナー補給量が多くなった時に補給トナーの分散・帯電不足で顕著に発生する。
【０００７】
また、画像形成装置の高速化に伴って、現像剤の攪拌搬送供給部材は高速で回転し、かつ、トナーは３〜１２μｍの微小粒子であるため、補給されたトナーの一部が現像剤とうまく攪拌されずに飛散、浮遊あるいは現像剤面を上滑りして移動する。
このようなトナーが現像ローラに搬送されて現像領域へ搬送されると、上述したように、未帯電、逆帯電、弱帯電の帯電不良トナーによって、非画像部の地汚れ、濃度ムラ、トナー飛散が生じる。
このような問題を解消するために、特許文献６には、トナー補給部から補給されたトナーが現像剤面を上滑りして未帯電のまま現像ローラ側のスクリュ部に搬送されるのを防止する飛散防止部材を設けることを開示している。この特許文献６では、トナーが現像部に搬送されるまでに満たさねばならない２つの条件であるトナーの分散と帯電のうち、トナーの均一分散に重点を置いたものである。つまり補給トナーの現像剤への均一な分散までの機能をスクリュ部に与え、トナー帯電機能は従来と同じく現像剤規制ブレード近傍での現像剤の摺擦によってまかなっている。
【特許文献１】特開２００７−４７６３７公報
【特許文献２】特開２００７−７９３３５公報
【特許文献３】特開２０００−０８９５５０公報
【特許文献４】特開平１０−３１３６３号公報
【特許文献５】特開２００６−２２７３９２公報
【特許文献６】特開平９−１０６１６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１では、分離部材を設けることで画像ムラの発生を押さえようとしているが、第１攪拌搬送供給部材の経時での現像剤嵩変動による現像剤の循環が難しく、画像ムラを発生させてしまうことがある。また、特許文献２においては、現像剤の攪拌、汲み上げ補助を目的としているが、現像剤担持体から離れた現像剤がスクリュ上を通り余計にムラ画像を発生させる可能性があり、また、スペース的に難しく、現像機外部へ影響も懸念される。
特許文献３では、撹拌手段の近傍に配設されかつ磁界を発生する磁界発生手段を有しているが、この磁界発生手段は現像ケース外部に配設されている。特許文献４では、現像剤供給手段あるいは第２の攪拌搬送手段に、第２の攪拌搬送手段によって搬送されてくる現像剤を磁石の磁力により上方へ搬送して第１の攪拌搬送手段に送る搬送部を設けて、第２の攪拌搬送手段から第１の攪拌搬送手段への現像剤の搬送部位で現像剤が溜まることがないようにしているが、上下に並べられた下から上への受け渡しの一部にマグネットスリーブを有する。
【０００９】
特許文献５では、外部から補給されたトナーを受け入れる第１の現像剤攪拌部の少なくとも一部に、発生させる磁束密度を可変とする磁界発生手段を有しているが、この磁界発生手段は現像ケース＋攪拌ケース（もしくは外部）に配設されている。
特許文献６では、しかし、このような現像システムの場合、トナーは現像剤規制ブレードの裏側の現像剤溜り部で大きな負荷を受け、現像剤は劣化する。劣化したトナーの帯電能力は新しいトナーよりも弱くなるため、長期にわたる画像形成プロセスを経ると帯電量分布が広域化し、地肌汚れ・トナー飛散に繋がる。安易に現像剤規制ブレード裏でのストレスを小さくすると、トナーは帯電不足を発生し、かえって地肌汚れ・トナー飛散が多くなりかねない。
また、特許文献６においては、スクリュ形状を複雑にするとともに、ケース内に設置したガイド部材と合せて攪拌効率を上げることが開示されているが、未帯電、逆帯電、弱帯電の帯電不良トナーを完全に攪拌、分散するのは難しい。
【００１０】
さらに、外部からの固定マグネットによる手法では現像剤容器内壁近傍の現像剤は強い磁力を受け、スクリュ外周面と現像剤容器内壁との隙間に存在する現像剤は滞留し易いという問題点がある。また、現像ケース外部に設置する場合が多いため、スペース的に設置が困難な場合がある。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、トナー補給部から補給されたトナーが現像剤面を上滑りして未帯電のまま現像ローラ側の攪拌搬送供給部に搬送されるのを防止する飛散防止部材を設ける、潜像担持体上の静電潜像を現像してトナー像化する現像装置、この現像装置に用いられる撹拌搬送供給部材及び現像剤担持体、現像装置を含むプロセスカートリッジ及びこのプロセスカートリッジを搭載する画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、回転自在な現像スリーブ及び該現像スリーブ内部に固定配置した磁界発生手段としての固定磁石群からなる現像剤担持体と、前記現像スリーブと平行に配置されかつ前記現像剤を前記現像スリーブへと搬送する第１搬送手段と、第１搬送手段に前記現像剤を搬送し、前記現像スリーブの現像領域を通過後の現像剤を前記第１搬送手段から搬送される第２搬送手段と、を備え、
前記第１搬送手段は、当該第１搬送手段の回転方向に磁気的搬送力を有する磁気部材を内部に配置している現像装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記第１搬送手段が、現像剤切れ極を有している請求項１記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記現像剤切れ極は、前記現像剤担持体の汲み上げ極に対向している請求項１又は２記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記第１搬送手段は、前記第２搬送手段への現像剤の受け渡し部、及び、前記第２搬送手段からの現像剤の受け渡し部には前記磁気的搬送力を持たない請求項１乃至３のいずれか１項記載の現像装置を特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、回転自在な現像スリーブ及び該現像スリーブ内部に固定配置した磁界発生手段としての固定磁石群からなる現像剤担持体と、前記現像スリーブと平行に配置されかつ前記現像剤を前記現像スリーブへと搬送する第１搬送手段と、第１搬送手段に前記現像剤を供給する第２搬送手段と、を備え、
前記第２搬送手段は、当該第２搬送手段の回転方向に磁気的搬送力を有する磁気部材を内部に配置している現像装置を特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、前記磁気的搬送力を軸方向の一部若しくは、軸方向全域で一部が磁束密度偏差を有している請求項５記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、前記現像剤担持体の表面が、ランダムに衝突された短線状の線条材によって形成される請求項１乃至６のいずれか１項記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、前記現像剤において、２０〜５０μｍの粒径の磁性キャリアを使用する請求項１乃至７のいずれか１項記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、前記磁性キャリアが、磁性体の芯材に対して樹脂コート膜を有しており、該樹脂コート膜がアクリル等の熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分に帯電調整剤を含有している請求項８記載の現像装置を特徴とする。
【００１３】
また、請求項１０に記載の発明は、静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電装置と、現像剤を現像剤担持体に担持しかつ前記像担持体に対向する現像領域に搬送して前記像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置と、現像後のトナー像を転写材に転写した後に前記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置と、を有する画像形成装置内で該画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体と、前記現像装置と、前記帯電装置及び前記クリーニング装置から選択され、かつ少なくとも前記現像装置を含み、該現像装置として請求項１乃至９のいずれか１項記載の現像装置を用いるプロセスカートリッジを特徴とする。
また、請求項１１に記載の発明は、静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電装置と、現像剤を現像剤担持体に担持しかつ前記像担持体に対向する現像領域に搬送して該像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置と、現像後のトナー像を転写材に転写した後に前記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置と、を有する画像形成装置において、前記現像装置として、請求項１乃至９のいずれか１項記載の現像装置を用いる画像形成装置を特徴とする。
【００１４】
また、請求項１２に記載の発明は、回転自在な現像スリーブ及び該現像スリーブ内部に固定配置した磁界発生手段としての固定磁石群からなる現像剤担持体と、前記現像スリーブ表面上の現像剤量を規制する現像剤規制部材と、を備える現像装置に使用し、前記現像スリーブと平行に配置されかつ前記現像剤を前記現像スリーブへと搬送する第１攪拌搬送供給手段及び第２攪拌搬送供給手段を構成する攪拌搬送供給部材において、回転方向に磁気的搬送力を有している磁気部材を内部に配置している攪拌搬送供給部材を特徴とする。
また、請求項１３に記載の発明は、軸部の表面に凹凸を付けた請求項１２記載の攪拌搬送供給部材を特徴とする。
また、請求項１４に記載の発明は、攪拌搬送供給手段によって現像部に供給されたトナーとキャリアからなる現像剤中のトナーで現像を行う現像装置に使用する現像剤担持体において、ＳＷＢスリーブを用いる回転自在な現像スリーブ及び該現像スリーブ内部に固定配置した磁界発生手段としての固定磁石群からなり、磁性粒子担持体である表面がランダムに衝突された短線状の線条材によって形成される現像剤担持体を特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、攪拌搬送供給部材内に磁気的搬送力を形成させることにより、現像剤が磁気に沿って回転方向に回転され、攪拌搬送供給部材の螺旋状羽根により軸方向に搬送され、攪拌搬送供給に優位な攪拌搬送供給部材により、長手（軸）方向にムラの無い画像を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の画像形成装置の実施の形態をその作像部分に関連して示す概略構成図である。この画像形成装置はいわゆるタンデム型のカラー複写機で、中間転写ベルト５を備えるタイプである。
この中間転写ベルト５の展張部にはこれを挟んで中間転写ベルト転写手段である１次転写ローラ１２ａ〜１２ｄと対向する位置に複数の感光ドラム体１ａ〜１ｄが配設されている。潜像担持体である感光体ドラム１ａ〜１ｄの近傍には、帯電手段である帯電ローラ２ａ〜２ｄ、書き込み手段３、現像手段４ａ〜４ｄ、感光体ドラムクリーニングブレード９ａ〜９ｄ等が配置されている。
中間転写ベルト５の展張部に対向して配設されかつ帯電手段である帯電ローラ２ａ〜２ｄによって均一に帯電された感光体ドラム１ａ〜１ｄに対し、書き込み位置３ａ〜３ｄで書き込み手段３による書き込みが行われて光学的に潜像が形成される。この潜像が現像手段４ａ〜４ｄで現像され、トナーからなる可視像が形成される。
各感光体ドラム１ａ〜１ｄに形成されたトナー像は中間転写ベルト転写手段である１次転写ローラ１２ａ〜１２ｄによって中間転写ベルト５に順次重ね合わせて転写される。中間転写ベルト５のトナー像は、レジストローラ対６を経て搬送された転写紙（図示せず）に紙転写手段である紙転写ベルト７によって転写紙に転写される。
【００１７】
転写紙に転写されたトナー像は紙転写ベルト７によって定着手段８に搬送されかつ転写紙上に熱により定着される。トナー像が定着された転写紙は図示しない排紙トレイなどの上に排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の中間転写ベルト５に転写されなかった未転写トナーは感光体クリーニングブレード９ａ〜９ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄ上から掻き落とされる。
感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の残留電荷は図示してない除電手段により除電され、次の作像動作に備える。感光体ドラムクリーニングブレード９ａ〜９ｄによって掻き落とされた未転写トナーは回収トナー搬送経路１４ａ〜１４ｄを通って廃トナー収容容器１５に収容される。
また、中間転写ベルト５上の未転写トナーやプロセスコントロール用のパターン像は中間転写クリーニングブレード１３によって中間転写ベルト５上から掻き落とされ、同じく回収トナー搬送経路１４ｅを通って廃トナー収容容器１５に収容される。
【００１８】
上記現像装置４ａ〜４ｄへは新しいトナーが補給される。トナーボトル（図示せず）に充填された新鮮なトナーがトナー補給装置１０ａ〜１０ｄにより画像形成装置本体の後側のトナーホッパ部１１ａ〜１１ｄへ補給される。現像装置の各現像手段４ａ〜４ｄ内のトナー濃度検知手段（図２の符号２１）により現像装置内のトナー濃度が低いと判断された場合、トナーホッパ部１１ａ〜１１ｄ内のトナー補給スクリュ（図示せず）を回転させ、適量のトナーをトナーホッパ部１１ａ〜１１ｄ内から現像装置へ供給する。
トナーボトルのトナー残量検知はトナーホッパ部１１ａ〜１１ｄ内にトナー有無検知センサ（図示せず）を用いて行う。具体的には、このセンサがトナー無し状態を検知した場合にトナー補給装置１０ａ〜１０ｄにトナーの供給を要求する。そして所定時間要求してもトナー有りを検知しなかった場合にトナー無しと判断する。
【００１９】
図２は１つの感光体ドラムについての作像部を示す概略図である。何れの感光体についても同様の構成であるので、図２では符号の添え字ａ〜ｄは省略している。次に、作像部について図２を用いて説明する。
図２のプロセスカートリッジは感光体ドラム１、現像装置４、帯電手段２（本実施の形態では帯電ローラ）、クリーニング手段９（本実施の形態ではクリーニングブレード）を一体としたプロセスカートリッジである。
作像部としてはプロセスカートリッジを１つだけ配置する単色画像形成装置の作像部を示している。このプロセスカートリッジは画像形成装置本体に対して脱着可能である。
現像装置４には感光体ドラム１上に書き込み手段（図示せず）により書き込み位置３’に光学的に形成された感光体ドラム１上の潜像に対しトナーの可視化像を形成する現像ローラ１６がある。磁性粒子担持体である現像ローラ１６は回転自在な現像スリーブ１６ａ及びこの現像スリーブ１６ａ内部に固定配置した磁界発生手段としての固定磁石群１６ｂからなっている。現像剤担持体であるこの現像ローラ１６の現像領域の上流側には現像ローラ１６上の現像剤量を或る一定量に規制する現像剤規制部材１７（以下、現像ドクタ１７とする）がある。
【００２０】
現像装置４の現像ケーシング４ｅ内の現像剤収容部である現像タンク４ｆにはトナー粒子（トナー）と磁性粒子（キャリア）を混合した２成分現像剤が納められており、この現像剤は攪拌搬送供給手段である２本の攪拌搬送供給部材（搬送スクリュ）、すなわち、第１搬送手段（第１攪拌搬送供給手段）である第１搬送部材（第１搬送スクリュ）１８と第２搬送手段（第２攪拌搬送供給手段）である第２搬送部材（第２搬送スクリュ）１９とにより循環している。また、第２搬送部材１９の現像タンク４ｆ外の下側にはトナー濃度センサ２１が配置され、現像タンク４ｆ内のトナー濃度を随時計測し、適正値に収まるよう制御している。
トナー補給部からのトナーは、いったんサブホッパ部（図示せず）に蓄えられ、現像タンク４ｆ内のトナー濃度の値がトナー濃度センサ２１により低いと検知された時、所定の換算式により換算された時間だけトナー補給スクリュ２２を回転させ、適切な量のトナーを現像トナー供給口２３へ補給する。
また、現像ドクタ１７の右側には現像ニップ部からのトナー飛散を防止するための入口シール２０が配置されている。現像ローラ１６と像担持体である感光体ドラム１の表面との間の距離を現像ギャップと呼ぶ。
【００２１】
図１ではプロセスカートリッジを４つ配置したフルカラー画像形成装置を例としたが、図２のプロセスカートリッジを１つだけ配置する単色画像形成装置又は２つ配置する二色画像形成装置等も対応可能である。
現像装置４は、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を収容する現像剤収容部である現像タンク４ｆと、回動する非磁性の現像スリーブ１６ａ内に周方向に固定配置された複数の磁極からなる磁界発生手段であるマグネットローラ（固定磁石群）１６ｂとを備え、二成分現像剤を磁気ブラシとして表面に担持し、潜像担持体である感光体ドラム１に対向する現像領域でトナーを感光体ドラム１上の潜像に供給する磁性粒子担持体である現像ローラ１６を有している。
さらに、この現像装置４においては、二成分現像剤は現像タンク４ｆから現像ローラ１６に供給され、現像領域を通過した二成分現像剤を現像タンク４ｆに回収する。搬送部材１８又は１９内に磁気的搬送力を形成させ、固定配置させることにより現像剤が磁気に沿って回転方向に回転される。回転に対しては磁気的搬送力により、搬送するのであれば、とくに極数などの規定は無い。
【００２２】
また、二成分現像剤は螺旋状に設けられた搬送部材１８、１９の羽根（スクリュ）により軸方向に搬送されかつ現像ローラ１６に供給されることにより、これまで以上に攪拌搬送供給に優位な搬送部材を提供できる。ただし、磁性粒子担持体である現像ローラ１６より搬送部材１８、１９の磁束密度が高いと、現像ローラ１６への現像剤供給の妨げとなる可能性があるため、搬送部材の磁束密度は現像ローラ１６の汲み上げ極磁束密度以下とすることが望ましい。
プロセスカートリッジは、現像装置４と潜像担持体である感光体ドラム１とが一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたものである。また、感光体ドラム１上を帯電する帯電部２と、前記感光体ドラム１上を清掃するクリーニング部９と、のうち少なくとも１つがさらに一体化されたものである。このプロセスカートリッジにおいては、小型で粒状度に優れ、かつ画像ムラの無い優れた画像を得られることができる。
【００２３】
図３は現像装置全体を示す斜視図である。図４は現像装置をその上ケースを外した状態で示す斜視図である。図５は現像装置の一部を分解して示す斜視図である。図６は粗面化処理された現像ローラを示す概略図である。
図３乃至図６を順次参照して説明する。現像装置４の上ケース２８にはこの現像装置４ユニットの出荷時に現像剤を入れるプリセットスペース２８’がある。これはユニットとして輸送時にこの部分に現像剤を入れ、除去可能なシール部材によりシールさせることで、着荷時にこのシールを引き、使用可能な状態にさせるもので、輸送時の現像剤漏れ防止のための機構である。
図４には上ケース２８（図３参照）を外した状態で現像装置４を斜視図で示してある。現像ローラ１６、第１搬送部材（第１搬送スクリュ）１８、第２搬送部材（第２搬送スクリュ）１９が見える状態になっており、これらの搬送部材により第１現像剤溜まりと第２現像剤溜まりとの間で現像剤を循環している。
【００２４】
図５の分解斜視図において、現像ローラ１６は、内部に固定されているマグネット部１６ｂと、このマグネット部１６ｂを内蔵し現像剤を搬送するため回転可能な現像スリーブ部１６ａと、によって構成されている。内部の固定マグネット部１６ｂは作像領域のやや外側まで存在し、転写紙の搬送バラツキを考慮したマグネット長さの位置関係になっている。
外側の現像スリーブ１６ａは、通常、アルミ材により構成され、現像剤を搬送し易くするために、ブラスト処理されている。このブラスト処理はＳＷＢと呼ばれ、高い現像能力が得られかつ経時での画像安定性を得ている。このＳＷＢスリーブを含む磁性粒子担持体である現像ローラ１６について詳細を説明する。
ＳＷＢスリーブ１６ａ内部にマグネットローラ１６ｂを内包して、軸芯回りに回転自在に設けられている。現像スリーブ１６ａは、その内周面が固定磁極に順に相対するように回転される。
【００２５】
現像スリーブ１６ａには外表面に粗面化処理であるブラスト処理（ＳＷＢ）が施されている。平面形状が楕円形状の凹み１６ｃが多数設けられている。凹み（凹凸）１６ｃは、現像スリーブ１６ａの外表面にランダムに多数（複数）配置されている。すなわち、現像スリーブ１６ａの外表面は、図６に示すように、ランダムに衝突された短線状の線条材によって形成される凹凸の形状が形成されるようになる。
もちろん、上記凹み１６ｃは、長手方向が現像スリーブ１６ａの軸方向に沿う凹みと、長手方向が現像スリーブ１６ａの周方向に沿う凹みと、を含んでいる。長手方向が現像スリーブ１６ａの軸方向に沿う凹みが、長手方向が現像スリーブ１６ａの周方向に沿う凹みより多い。さらに、凹みの長手方向の長さ（長径）は、０．０５ｍｍ以上でかつ０．３ｍｍ以下となっており、幅方向の幅（端径）は、０．０２ｍｍ以上でかつ０．１ｍｍ以下となっている。
材質は、例えば、アルミ、ＳＵＳ（ステンレス鋼）などを用いることができる。加工性、軽さの面でアルミを用いることが多い。アルミの場合、Ａ６０６３、Ａ５０５６、Ａ３００３等、ＳＵＳの場合、３０３、３０４、３１６などを用いることができる。
【００２６】
現像ドクタ１７は非磁性部材にて構成されている現像ドクタ母体１７’（図５）と磁性部材により構成されている現像ドクタ補助部材２４との２部品により構成されている。現像ドクタ母体１７’を現像ケーシング４ｅに固定することにより、現像ローラ１６に対して所定の間隔を開けて対向する構成となっている。
現像ドクタ母体１７’は現像ローラ１６上の現像剤量を或る一定量に規制する役割を有し、かつ現像剤を規制する際に現像剤圧をこの現像剤ドクタ１７にて受けることになるので、非磁性部材で或る程度の厚さ（約１．５〜２ｍｍ）と先端部０．０５ｍｍ程度の真直性を要求されるのが一般的である。
現像ドクタ補助部材２４は現像領域に搬送されるトナーの帯電を補う役割を有し、通常、現像ドクタ母体１７’よりかなり薄い板金（０．２ｍｍ程度）にて構成されている。この２部品の位置関係はトナー帯電性を長手方向において均一にするため、精度良く維持される必要性がある。そのため、スポット溶接やカシメ等により一体化しかつ現像ローラ１６上からの距離が一定になるようにしている。
また、図示の例では現像ローラ１６中心に対し現像ドクタ１７が下方にある。現像ケーシング４ｅには、第１攪拌搬送供給部材１８と第２攪拌搬送供給部材１９が軸受（図示せず）を介して組み込まれる。現像ケーシング４ｅの前後の側板の内側には、現像ローラ１６端部からの現像剤飛散を抑えるための磁性板２９が取り付けられている。
【００２７】
図７は磁性キャリアの構成を示す概略図である。現像剤として使用する、磁性キャリアの平均粒径は２０μｍ以上でかつ５０μｍ以下である。図７に示すように、磁性キャリア３０は芯材３０ａと、この芯材３０ａの外表面を被覆した樹脂コート膜（コート層）３０ｂと、この樹脂コート膜３０ｂに分散されたアルミナ粒子（大粒子）３０ｃと、を備えている。
芯材３０ａは磁性材料としてのフェライトで構成されているとともに、球形に形成されている。樹脂コート膜３０ｂは芯材３０ａの外表面全体を被覆している。樹脂コート膜３０ｂはアクリルなどの熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分に帯電調整剤を含有している。この樹脂コート膜３０ｂは弾力性と強い接着力を有している。
アルミナ粒子３０ｃは、外径が樹脂コート膜３０ｂの厚みより大きな球形に形成されている。アルミナ粒子３０ｃは樹脂コート膜３０ｂの強い接着力で保持されている。アルミナ粒子３０ｃは、樹脂コート膜３０ｂより磁性キャリア３０の外周側に突出している。この磁性キャリア３０を用いることによりさらに効果を得ることができる。
【００２８】
図７に示すように、この現像剤は、磁性キャリア３０に弾力性を有し、接着力の強い樹脂コート膜（衝撃を吸収し、削れを抑制し、かつ強い接着力により大粒子を保持）３０ｂと、この樹脂コート膜３０ｂよりも大きい大粒子（アルミナ等）を磁性キャリア３０表面に含有（樹脂コート膜３０ｂへの衝撃阻止、スペント物のクリーニング）している。
この現像剤を使用することにより、従来の磁性キャリアが硬いコート膜を徐々に削りながら長寿命を得るという思想の基で開発されていたのに対して、磁性キャリアに弾力性を有しかつ接着力の強い樹脂コート膜（衝撃を吸収し、削れを抑制し、かつ強い接着力により大粒子を保持）３０ｂと、この樹脂コート膜３０ｂよりも外周が大きい大粒子を磁性キャリア３０表面に含有（樹脂コート膜３０ｂへの衝撃阻止、スペント物のクリーニング）することによる効果をバランス良く得ることにより、長寿命、すなわち、膜削れとスペント化を無くすことができ、汲み上げ量の安定化、すなわち、品質の安定化を期待できる。
【００２９】
図８は一般的な第２搬送部材を示す概略図である。図８には第２搬送部材として使用される一般的なパドル（羽根）１９ｄ付きの第２搬送部材１９を示している。
図９は本発明の第２搬送部材を示す概略図である。図１０は現像装置における現像剤受け渡し部を説明する概略斜視図である。図９及び図１０を参照して本発明の第２搬送部材１９について説明する。
図９に示すように、本発明の第２搬送部材１９は内部に固定されているマグネット部１９ａと、このマグネット部１９ａを内蔵しかつ現像剤を搬送するために回転可能なスクリュ部１９ｂとによって構成されている。スクリュ部１９ｂ内に磁気的搬送力を持つ磁気的搬送手段であるマグネット部１９ａを有し、これを駆動することにより、攪拌に優位な第２搬送部材１９を提供することができる。
図１０には図４と同じ構成の現像装置４を示しており、現像ローラ１６、第１搬送部材（第１搬送スクリュ）１８、第２搬送部材（第２搬送スクリュ）１９が見える状態になっており、これらの搬送部材により第１受け渡し部である第１現像剤溜まり２１と第２受け渡し部である第２現像剤溜まり２２との間で現像剤を循環している。
また、図１０に示すように、図９のマグネット部１９ａを有する第２搬送部材１９は現像装置４の軸方向両端の現像剤受け渡し部２１及び２２を磁気的搬送力範囲外、すなわち、磁気的搬送力を持たない構成にすることにより、スムーズな現像剤受け渡しができる。
第１搬送部材１８から第２搬送部材１９、及びその逆での現像剤循環を考慮し、スムーズかつ、現像剤バランスを崩さないようにするための構成で、経時での現像剤バランス崩れによる異常画像を防ぐことができる。
【００３０】
図１１は本発明の第２搬送部材の他の実施の形態を示す概略図である。図１１に示すように、第２搬送部材１９はその軸部１９ｃに凹凸１９ｄを付けて粗面化することにより、回転方向により搬送力を持たせることが可能である。この凹凸１９ｄを付けての粗面化は図６に示したブラスト処理（ＳＷＢ）によってなされたものであってもよい。
回転方向への搬送力を大きくし、より攪拌搬送供給に優位な第２搬送部材１９を提供する。回転方向に回転され易いようにしたことで、第２搬送部材１９は攪拌搬送供給に優位な部材となり、よりムラの無い画像を提供する。
図１２は本発明による現像装置の第１の実施の形態を示す概略断面図である。図１２には実際の構成例を示し、感光体ドラム１に対向して磁性粒子担持体である現像ローラ１６が配置され、現像ローラ１６の紙面下方には現像ドクタ１７が現像ローラ１６上の現像剤を規制する位置に配置されている。
現像ローラ１６の紙面下方には、この現像ローラ１６と平行に、さらに第１搬送部材１８、この第１搬送部材１８と平行して、磁気的搬送力を有する磁気的搬送手段であるマグネット部１９ａを有する第２搬送部材１９が配置されている。図１２には円周方向の持続密度分布を示している。
現像剤面を上滑りして未帯電のまま現像ローラ１６側のスクリュ部、すなわち、第１搬送部材１８に搬送されるのを防止するために、第２搬送部材のマグネット部１９ａの主極Ｐ１を上側に配置する。この際ピーク磁束密度は２０〜２００ｍＴを現像装置により変更するものとする。
すなわち、補給されたトナーが本発明によるマグネット部１９ａを有する第２搬送部材１９により攪拌能力を向上することによって、この第２搬送部材１９側の攪拌不足による浮遊トナーが現像ケーシング隙間から外部へ飛散するのを防止する。
【００３１】
現像装置４の構成として下記のような構成の現像装置４を用いて評価を実施した。第２攪拌搬送供給部材１９の条件をＡ〜Ｄに示す。
Ａ：胴部（軸部）の全域に磁気的搬送力を有する。
Ｂ：胴部の一部に磁気的搬送力を有する。
Ｃ：胴部全域に磁気的搬送力を有し、一部磁束密度が異なる。
Ｄ：軸部の表面に凹凸がある。端部あり又は端部なし。
受け渡し部（第２搬送部材から第１搬送部材への受け渡し部、及び、第１搬送部材から第２搬送部材への受け渡し部の現像剤循環部）に磁気的搬送力が有るかないかを示す。なお、攪拌搬送供給部材（スクリュ）軸径はφ１０ｍｍ、搬送部材（スクリュ）羽根部径はφ１５．５ｍｍ、全長２７９ｍｍを使用した。評価機としてはリコー製複写機「ｉｍａｇｉｏ ＭＰ Ｃ３５００」を使用した。
【００３２】
実施例１において、第２搬送部材は上記条件Ａ、すなわち、胴部（軸部）の全域に磁気的搬送力を有し、端部には磁力なしの構成とした。
実施例２において、第２搬送部材は上記条件Ｂ、すなわち、胴部の一部に磁気的搬送力を有し、端部には磁力なしの構成とした。
実施例３において、第２搬送部材は上記条件Ｃ、すなわち、胴部全域に磁気的搬送力を有し、その場合、一部磁束密度が異なり、加えて、端部には磁力なしの構成とした。
実施例４において、第２搬送部材は、上記条件Ｂ及びＤ、すなわち、胴部の一部に磁気的搬送力を有しかつ軸部の表面に凹凸があり、加えて、端部には磁力なしの構成とした。
比較例１においては、磁気的搬送力を持たないスクリュを第２搬送部材とし、そして比較例２においては、第２搬送部材の胴部（軸部）の全域に磁気的搬送力を有し、かつ端部には磁力有りの構成とした。
なお、第１搬送部材は上述した実施例及び比較例において共通で、磁気的搬送力を持たない２条のスクリュとし、現像スリーブはＳＷＢスリーブを用いた。
この場合、ＳＷＢスリーブの特徴として、特開２００７−１７１４０３号公報に記載されているように搬送量の低下を抑制でき、画像のムラが生じることを防止でき、かつ均一な画像が得られる。
【００３３】
図１３は実施例及び比較例の現像装置の評価結果を表として示す図である。上述した実施例及び比較例の現像装置において、攪拌ムラ、異常画像（以上、官能評価）、現像剤バランス（画像確認後に官能評価）を評価した。その結果を図１３に表としてまとめた。この結果は、２４０Ｋ枚後のサンプル画像での結果である。
図１３において、攪拌ムラ（目視）についての評価は、◎：非常に優れる、○：優れる、△：劣る、×：非常に劣る、を表している。濃度ムラと異常画像（官能検査）についての評価は、◎：全く問題にならない、○：問題にならない、△：問題になる、×：大きな問題になる（実用に供さない）、を表している。
また、現像剤バランス（画像確認後官能検査）についての評価は、◎：全く問題にならない、○：問題にならない、△：問題になる、×：大きな問題になる（実用に供さない）、を表している。さらに、総合評価（全体）についての評価は、◎：非常に優れる、○：優れる、△：やや悪い、×：著しく劣り実用に供さない、を表している。
【００３４】
上記の結果から、本発明が、攪拌ムラ、異常画像及び現像剤バランスの全てにおいて優れていることが分かる。なお、この際使用した現像剤としては、磁性体の芯材に対して樹脂コート膜を有しており、該樹脂コート膜がアクリル等の熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分、及び帯電調整剤を含有している磁性キャリアを使用し、粒径は２０μｍと５０μｍのものを使用した。結果に対する優位性は無かった。
５５μｍ磁性キャリアでは、磁性キャリアと感光体ドラム上の静電潜像との間の電界が疎になるため、攪拌ムラ、現像剤バランスが良くても画像の面で均一な画像を得ることができなかった（画質が劣化するため）、５５μｍ磁性キャリアは望ましくない。
また、一般的に２０μｍ未満である磁性キャリアは磁気ブラシに磁性モーメントの小さいキャリアが存在するようになり、キャリア付着が発生し易くなるためこの実施例における使用は避けた。
【００３５】
図１４はマグネットローラを内包している搬送部材とそのＰ１部の磁束密度例をグラフで示す図である。図１４には搬送部材の軸方向の主極の磁束密度分布を示しており、かつマグネットローラ１９ａを内包している搬送部材１９の現像剤受け渡し部２１、２２で磁束密度がゼロになることを示している。
図１５は本発明による現像装置の第２の実施の形態を示す概略断面図である。図１６は図１５の構成における現像剤循環のイメージを示す概略図である。図１５及び図１６には実際の構成例を示し、感光体ドラム１に対向して磁性粒子担持体である現像ローラ１６が配置され、現像ローラ１６の紙面下方には現像ドクタ１７が現像ローラ１６上の現像剤を規制する位置に配置されている。
現像ローラ１６の紙面下方には、この現像ローラ１６と平行に、さらに、磁気的搬送力を有する磁気的搬送手段であるマグネットローラ１８ａを有する第１搬送部材１８、この第１搬送部材１８と平行して、第２搬送部材１９が配置されている。
第１搬送部材１８は、現像剤切れ極２０を有しており、この現像剤切れ極２０は、磁性粒子担持体である現像ローラ１６の汲み上げ極２３に対向して配置されている。
【００３６】
現像剤収容部である現像タンク４ｆから現像ローラ１６に供給され、現像領域を通過した二成分現像剤を現像タンク４ｆに回収する際に、第１搬送部材１８内に磁気的搬送力を形成させかつ現像剤切れ極２０を持たせる。これにより、磁性粒子担持体である現像ローラ１６から離れた現像剤を確実に第１搬送部材１８で回転方向に搬送循環し、現像ローラ１６に供給されることにより、回転方向での狙いの現像剤循環を得られ、連れ回り系のムラや汲み上げ不良系のムラ画像防止ができる。
現像剤切れ極２０に、現像ローラ１６の汲み上げ極２３を対向させることにより、前記現像剤循環をより向上させ、また、現像ローラ１６の汲み上げ極２３と第１搬送部材１８の関係は逆極が望ましく、これは対向している攪拌搬送供給部材側の磁束密度が高い程その傾向がある。回転方向でさらに狙いの現像剤循環を得られ、より連れ回り系のムラや汲み上げ不良系のムラ画像の防止ができる。
【００３７】
図１６に示すように、現像ローラ１６により第１搬送部材１８側の現像剤を汲み上げて現像領域（潜像担持体との対向部）に搬送し、この現像領域を通過後の現像剤を第２搬送部材１９側へ分離させる現像剤の搬送路を構成する。
すなわち、現像剤を担持する現像ローラ１６と、現像剤を撹拌しながら現像ローラ１６の軸線方向に沿って搬送し、かつそれらの間に形成される循環路で現像剤を循環させる第１及び第２搬送部材１８及び１９と、を有し、現像ローラ１６を第１及び第２搬送部材１８及び１９よりも上方に配設する。
現像ローラ１６により第１搬送部材１８側の現像剤を汲み上げて現像領域に搬送し、この現像領域を通過後の現像剤を第２現像剤撹拌搬送供給部材１９側へ分離させる現像剤の搬送路を構成した二成分現像装置であり、潜像担持体上の静電潜像を現像してトナー像化するための現像装置に関するものである。
この実施の形態では、第１搬送部材１８の内部に磁気的搬送力を回転方向に持っているため、現像剤嵩に影響せず、現像剤循環を制御することができ、画像ムラの発生を防ぐことができる。また、第１搬送部材１８内部に磁気的搬送力を持っているため、容易にレイアウトすることができ、ムラ画像に優位である。さらに、従来技術のように、現像装置外部に影響を及ぼすことは無い。
【００３８】
現像装置４の構成として下記のような構成の現像装置４を用いて評価を実施した。第１搬送部材１８の条件をＡ〜Ｃに示す。
Ａ：現像剤切れ極２０、汲み上げ極２１を有するマグネットローラ１８ａを内包している。
Ｂ：軸部の表面に凹凸がある。
Ｃ：受け渡し部（第１搬送部材から第２搬送部材への受け渡し部、及び、第２攪拌搬送供給部材から第１搬送部材への受け渡し部の現像剤循環部）に磁気的搬送力なし。
実施例１において、第１搬送部材１８は上記条件Ａ、すなわち、現像剤切れ極２０、汲み上げ極を有するマグネットローラ１８ａを内包している１条スクリュで、現像スリーブはＳＷＢスリーブとして構成とした。
実施例２において、第１搬送部材１８は上記条件Ａ及びＢ、すなわち、現像剤切れ極２０、汲み上げ極を有するマグネットローラ１８ａを内包し、軸部の表面に凹凸がある１条スクリュで、現像スリーブはＳＷＢスリーブとして構成とした。
実施例３において、第１搬送部材１８は上記条件Ａ、Ｂ及びＣ、すなわち、現像剤切れ極２０、汲み上げ極を有するマグネットローラ１８ａを内包し、軸部の表面に凹凸があり、さらに受け渡し部に磁気的搬送力なしの１条スクリュで、現像スリーブはＳＷＢスリーブとして構成とした。
実施例４において、第１搬送部材１８は上記条件Ａ、Ｂ及びＣ、すなわち、現像剤切れ極２０、汲み上げ極を有するマグネットローラ１８ａを内包し、軸部の表面に凹凸があり、さらに受け渡し部に磁気的搬送力なしの２条スクリュで、現像スリーブはＳＷＢスリーブとして構成とした。
【００３９】
比較例１においては、磁気的搬送力を持たない１条スクリュを第１攪拌搬送供給部材とし、現像スリーブはＶ溝スリーブし、そして、比較例２においては、磁気的搬送力を持たない２条スクリュを第１搬送部材とし、現像スリーブはＶ溝スリーブとして構成とした。
比較例３においては、現像剤切れ極２０、汲み上げ極を有するマグネットローラ１８ａを内包し、軸部の表面に凹凸があり、さらに受け渡し部に磁気的搬送力なしの２条スクリュで、磁気的搬送力を持たない１条スクリュを第１搬送部材とし、現像スリーブはＶ溝スリーブとして構成とした。
比較例４においては、現像剤切れ極２０、汲み上げ極を有するマグネットローラ１８ａを内包し、軸部の表面に凹凸があり、さらに受け渡し部に磁気的搬送力なしの２条スクリュで、磁気的搬送力を持たない２条スクリュを第１搬送部材とし、現像スリーブはＶ溝スリーブとして構成とした。なお、第２搬送部材は実施例及び比較例共通で、磁気的搬送力を持たない１条のスクリュとした。
【００４０】
図１７は実施例及び比較例の現像装置の評価結果を表として示す図である。上述した実施例及び比較例の現像装置において、汲み上げ量低下（新鮮な現像剤と使用中の現像剤の汲み上げ量の差）、濃度ムラと異常画像（以上、官能評価）、現像剤バランス（画像確認後に官能評価）を評価した。その結果を図１７に表としてまとめた。
図１７において、汲み上げ量低下（新鮮な現像剤と使用中の現像剤の汲み上げ量の差）についての評価は、◎：１０％以内（非常に優れる）、○：１０％〜２０％以内（優れる）、△：２０％〜３０％以内（劣る）、×：３０％以上（非常に劣る）、を表している。 濃度ムラと異常画像（官能検査）についての評価は、◎：全く問題にならない、○：問題にならない、△：問題になる、×：大きな問題になる（実用に供さない）、を表している。
また、現像剤バランス（画像確認後官能検査）についての評価は、◎：全く問題にならない、○：問題にならない、△：問題になる、×：大きな問題になる（実用に供さない）、を表している。さらに、総合評価（全体）についての評価は、◎：非常に優れる、○：優れる、△：やや悪い、×：著しく劣り実用に供さない、を表している。なお、これらの評価は初期評価のため、初期での現像剤バランスが△以下のものは経時での現像剤バランス悪化による異常画像が１ランク程度低下すると考えられる。
上記の結果から本願発明が、汲み上げ量低下、濃度ムラ、異常画像及び現像剤バランス、全てにおいて優れていることが分かる。また、現像剤として、磁性体の芯材に樹脂コート膜を被覆し、該樹脂コート膜が、熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分と、帯電調整剤とを含有するものを用いることによりさらに効果を得ることができる。
【００４１】
上述した本発明による現像装置の第１及び第２の実施の形態において、それぞれ、第２搬送手段に磁気部材を、第１搬送手段に磁気部材を設けるように説明したが、第１及び第２の実施の形態を纏めた形で、第１搬送手段及び第２搬送手段の両方に磁気部材を配置した実施の形態も可能である。しかし、低コストの現像装置という意味では、第１及び第２の実施の形態のごとくそれぞれの効果を発揮するいずれか一方の搬送手段に配置する形がよい。
本発明によれば、補給されたトナーが低帯電もしくは未帯電状態で直接現像スリーブやその周辺の現像剤に達することを防止でき、長期に渡りコピープロセスが繰り返された場合、或いはトナーの消費が少ない特殊な使用状態が長期間に及んだ場合にも、現像剤劣化が少なく、長期にわたって地肌汚れ、トナー飛散が無くかつ濃度ムラの無い安定した画像品質の現像装置、これを備えたプロセスカートリッジ及びこれを備えた画像形成装置を提供することができる。
本発明によれば、多段現像装置（マグネットローラ２本＋攪拌搬送供給部材１本から構成される）においては、攪拌搬送供給マグネットローラが現像に寄与せず（感光体ドラムと対向していない）、また、マグネットローラ１本＋攪拌搬送供給ローラ２本から構成される現像装置においては、第１搬送手段がマグネットローラであることを特徴としており、現像領域通過後の現像剤担持体上の現像剤と現像剤攪拌搬送部材から現像剤担持体へ汲み上げる現像剤を確実に分離、攪拌、搬送、供給することにより、画像濃度低下、濃度ムラを防止することができ、かつ低コストの現像装置、これを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の画像形成装置の実施の形態をその作像部分に関連して示す概略構成図である。
【図２】１つの感光体ドラムについての作像部を示す概略図である。
【図３】現像装置全体を示す斜視図である。
【図４】現像装置をその上ケースを外した状態で示す斜視図である。
【図５】現像装置の一部を分解して示す斜視図である。
【図６】粗面化処理された現像ローラを示す概略図である。
【図７】磁性キャリアの構成を示す概略図である。
【図８】一般的な第２搬送部材を示す概略図である。
【図９】本発明の第２搬送部材を示す概略図である。
【図１０】現像装置における現像剤受け渡し部を説明する概略斜視図である。
【図１１】本発明の第２搬送部材の他の実施の形態を示す概略図である。
【図１２】本発明による現像装置の第１の実施の形態を示す概略断面図である。
【図１３】実施例及び比較例の現像装置の評価結果を表として示す図である。
【図１４】マグネットローラを内包している攪拌搬送供給部材とそのＰ１部の磁束密度例をグラフで示す図である。
【図１５】本発明による現像装置の第２の実施の形態を示す概略断面図である。
【図１６】図１５の構成における現像剤循環のイメージを示す概略図である。
【図１７】実施例及び比較例の現像装置の評価結果を表として示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 潜像担持体（感光体ドラム）、２ 帯電装置、４ 現像装置、９ クリーニング装置、１６ 現像剤担持体（現像ローラ、ＳＷＢスリーブ、磁性粒子担持体）、１６ａ 現像スリーブ、１６ｂ 磁界発生手段（固定磁石群）、１６ｃ 凹凸（短線状の線条材）、１７ 現像剤規制部材（現像ドクタ）、１８ 第１搬送手段（第１攪拌搬送供給手段）、１８ａ 磁気部材、１９ 第２搬送手段（第２攪拌搬送供給手段）、１９ａ 磁気部材、１９ｃ 軸部、１９ｅ 凹凸、２０ 現像剤切れ極、２１ 現像剤循環部（現像剤受け渡し部）、２２ 現像剤循環部（現像剤受け渡し部）、２３ 汲み上げ極、３０ 磁性キャリア、３０ａ 磁性体の芯材、３０ｂ 樹脂コート膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在な現像スリーブ及び該現像スリーブ内部に固定配置した磁界発生手段としての固定磁石群からなる現像剤担持体と、前記現像スリーブと平行に配置されかつ前記現像剤を前記現像スリーブへと搬送する第１搬送手段と、第１搬送手段に前記現像剤を搬送し、前記現像スリーブの現像領域を通過後の現像剤を前記第１搬送手段から搬送される第２搬送手段と、を備え、
前記第１搬送手段は、当該第１搬送手段の回転方向に磁気的搬送力を有する磁気部材を内部に配置していることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記磁気部材が、現像剤切れ極を有していることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤切れ極は、前記現像剤担持体の汲み上げ極に対向していることを特徴とする請求項１又は２記載の現像装置。
【請求項４】
前記第１搬送手段は、前記第２搬送手段への現像剤の受け渡し部、及び、前記第２搬送手段からの現像剤の受け渡し部には前記磁気的搬送力を持たないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の現像装置。
【請求項５】
回転自在な現像スリーブ及び該現像スリーブ内部に固定配置した磁界発生手段としての固定磁石群からなる現像剤担持体と、前記現像スリーブと平行に配置されかつ前記現像剤を前記現像スリーブへと搬送する第１搬送手段と、第１搬送手段に前記現像剤を供給する第２搬送手段と、を備え、
前記第２搬送手段は、当該第２搬送手段の回転方向に磁気的搬送力を有する磁気部材を内部に配置していることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
前記第２搬送手段において、前記磁気的搬送力を軸方向の一部若しくは、軸方向全域で一部が磁束密度偏差を有していることを特徴とする請求項５記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像剤担持体の表面が、ランダムに衝突された短線状の線条材によって形成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の現像装置。
【請求項８】
前記現像剤において、２０〜５０μｍの粒径の磁性キャリアを使用することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の現像装置。
【請求項９】
前記磁性キャリアは、磁性体の芯材に対して樹脂コート膜を有しており、該樹脂コート膜がアクリル等の熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分に帯電調整剤を含有していることを特徴とする請求項８記載の現像装置。
【請求項１０】
静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電装置と、現像剤を現像剤担持体に担持しかつ前記像担持体に対向する現像領域に搬送して前記像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置と、現像後のトナー像を転写材に転写した後に前記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置と、を有する画像形成装置内で該画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体と、前記現像装置と、前記帯電装置及び前記クリーニング装置から選択され、かつ少なくとも前記現像装置を含み、該現像装置として請求項１乃至９のいずれか１項記載の現像装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１１】
静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電装置と、現像剤を現像剤担持体に担持しかつ前記像担持体に対向する現像領域に搬送して該像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置と、現像後のトナー像を転写材に転写した後に前記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置と、を有する画像形成装置において、前記現像装置として、請求項１乃至９のいずれか１項記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
回転自在な現像スリーブ及び該現像スリーブ内部に固定配置した磁界発生手段としての固定磁石群からなる現像剤担持体と、前記現像スリーブ表面上の現像剤量を規制する現像剤規制部材と、を備える現像装置に使用し、前記現像スリーブと平行に配置されかつ前記現像剤を前記現像スリーブへと搬送する第１攪拌搬送供給手段及び第２攪拌搬送供給手段を構成する攪拌搬送供給部材において、
回転方向に磁気的搬送力を有している磁気部材を内部に配置していることを特徴とする攪拌搬送供給部材。
【請求項１３】
軸部の表面に凹凸を付けたことを特徴とする請求項１２記載の攪拌搬送供給部材。
【請求項１４】
攪拌搬送供給手段によって現像部に供給されたトナーとキャリアからなる現像剤中のトナーで現像を行う現像装置に使用する現像剤担持体において、ＳＷＢスリーブを用いる回転自在な現像スリーブ及び該現像スリーブ内部に固定配置した磁界発生手段としての固定磁石群からなり、磁性粒子担持体である表面がランダムに衝突された短線状の線条材によって形成されることを特徴とする現像剤担持体。
【請求項１】
回転自在な現像スリーブ及び該現像スリーブ内部に固定配置した磁界発生手段としての固定磁石群からなる現像剤担持体と、前記現像スリーブと平行に配置されかつ前記現像剤を前記現像スリーブへと搬送する第１搬送手段と、第１搬送手段に前記現像剤を搬送し、前記現像スリーブの現像領域を通過後の現像剤を前記第１搬送手段から搬送される第２搬送手段と、を備え、
前記第１搬送手段は、当該第１搬送手段の回転方向に磁気的搬送力を有する磁気部材を内部に配置していることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記磁気部材が、現像剤切れ極を有していることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤切れ極は、前記現像剤担持体の汲み上げ極に対向していることを特徴とする請求項１又は２記載の現像装置。
【請求項４】
前記第１搬送手段は、前記第２搬送手段への現像剤の受け渡し部、及び、前記第２搬送手段からの現像剤の受け渡し部には前記磁気的搬送力を持たないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の現像装置。
【請求項５】
回転自在な現像スリーブ及び該現像スリーブ内部に固定配置した磁界発生手段としての固定磁石群からなる現像剤担持体と、前記現像スリーブと平行に配置されかつ前記現像剤を前記現像スリーブへと搬送する第１搬送手段と、第１搬送手段に前記現像剤を供給する第２搬送手段と、を備え、
前記第２搬送手段は、当該第２搬送手段の回転方向に磁気的搬送力を有する磁気部材を内部に配置していることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
前記第２搬送手段において、前記磁気的搬送力を軸方向の一部若しくは、軸方向全域で一部が磁束密度偏差を有していることを特徴とする請求項５記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像剤担持体の表面が、ランダムに衝突された短線状の線条材によって形成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の現像装置。
【請求項８】
前記現像剤において、２０〜５０μｍの粒径の磁性キャリアを使用することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の現像装置。
【請求項９】
前記磁性キャリアは、磁性体の芯材に対して樹脂コート膜を有しており、該樹脂コート膜がアクリル等の熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分に帯電調整剤を含有していることを特徴とする請求項８記載の現像装置。
【請求項１０】
静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電装置と、現像剤を現像剤担持体に担持しかつ前記像担持体に対向する現像領域に搬送して前記像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置と、現像後のトナー像を転写材に転写した後に前記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置と、を有する画像形成装置内で該画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体と、前記現像装置と、前記帯電装置及び前記クリーニング装置から選択され、かつ少なくとも前記現像装置を含み、該現像装置として請求項１乃至９のいずれか１項記載の現像装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１１】
静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電装置と、現像剤を現像剤担持体に担持しかつ前記像担持体に対向する現像領域に搬送して該像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置と、現像後のトナー像を転写材に転写した後に前記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置と、を有する画像形成装置において、前記現像装置として、請求項１乃至９のいずれか１項記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
回転自在な現像スリーブ及び該現像スリーブ内部に固定配置した磁界発生手段としての固定磁石群からなる現像剤担持体と、前記現像スリーブ表面上の現像剤量を規制する現像剤規制部材と、を備える現像装置に使用し、前記現像スリーブと平行に配置されかつ前記現像剤を前記現像スリーブへと搬送する第１攪拌搬送供給手段及び第２攪拌搬送供給手段を構成する攪拌搬送供給部材において、
回転方向に磁気的搬送力を有している磁気部材を内部に配置していることを特徴とする攪拌搬送供給部材。
【請求項１３】
軸部の表面に凹凸を付けたことを特徴とする請求項１２記載の攪拌搬送供給部材。
【請求項１４】
攪拌搬送供給手段によって現像部に供給されたトナーとキャリアからなる現像剤中のトナーで現像を行う現像装置に使用する現像剤担持体において、ＳＷＢスリーブを用いる回転自在な現像スリーブ及び該現像スリーブ内部に固定配置した磁界発生手段としての固定磁石群からなり、磁性粒子担持体である表面がランダムに衝突された短線状の線条材によって形成されることを特徴とする現像剤担持体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
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【図５】
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【図１７】
【公開番号】特開２０１０−２５９９９（Ｐ２０１０−２５９９９Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８４０７２（Ｐ２００８−１８４０７２）
【出願日】平成２０年７月１５日（２００８．７．１５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１５日（２００８．７．１５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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